JP4346175B2 - マイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法 - Google Patents

マイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロエレクトロニクス製造システムは、マイクロエレクトロニクスウェーハ、集積回路および液晶表示パネルのようなマイクロエレクトロニクス素子を製造する方法に広範に使われる。
マイクロエレクトロニクス製造工程の環境は、マイクロエレクトロニクス素子の高収率を得るようにするために高清浄状態に維持されるべきである。一般に、マイクロエレクトロニクス素子の集積度がさらに高まっていくため、高清浄度が確保されるべきである。
【0003】
マイクロエレクトロニクス素子に対する特定工程がなされる単位工程地域は、一般にウェーハに対する所定の作業がなされるウェーハプロセス領域と、ウェーハプロセス領域にウェーハをローディングしたりこれをアンローディングするためのウェーハ移送領域とを具備する。単位工程地域はマイクロエレクトロニクス製造システムのサービス領域に位置している。
【0004】
単位工程地域はいわゆるベイbaと呼ばれる作業領域に接している。作業領域からウェーハが搭載されたボートが作業者によりウェーハ移送領域に装込されれば、ウェーハ移送領域にあるロボットがボートからウェーハを一つずつウェーハプロセス領域にローディングする。また、ウェーハ移送領域のロボットは、後続プロセスが完了されたウェーハをウェーハプロセス領域からアンローディングする作業をする。
【0005】
図1および図2は一般のマイクロエレクトロニクス製造システムの平面図および立面図である。
図1および図2において、符号1は外部と隔離された清浄地域のクリーンルームであって、作業領域10とサービス領域20とを含む。このクリーンルーム1では温度および湿度が調節され、パーチクルが除去された清浄空気が下向きに流動する。
【0006】
クリーンルーム1の上部には調節された清浄空気を供給する上部プレナム2、そしてその下部にはクリーンルーム1を通過した空気を回収する下部プレナム3が位置する。上部プレナム2から供給された清浄空気は、フィルターを通過した後作業領域10とサービス領域20を通過する。作業領域10とサービス領域20から発生した微細粒子は清浄空気と共に低圧を維持する下部プレナム3を通して排出される。
【0007】
クリーンルーム1は大気に比べて高気圧を維持して外部からの空気流入が起こらない。また、サービス領域20に比べて作業領域10の気圧が高く調節されている。これはサービス領域から発生した微細粒子を圧力差によりウェーハ移動領域の作業領域10に流入させないためである。このような圧力差は作業領域10とサービス領域20を流動する清浄空気の量および/または速度を調節することによって得られる。
【0008】
図2の矢印は清浄空気の移動方向を示す。クリーンルーム1の上下プレナム2、3は、空気中のパーチクルを除去するフィルター2aと、空気が通過する開孔を有する回折格子3aにより隔離されている。作業領域10とサービス領域20の清浄空気の流動量は、大体フィルター2aのサイズと回折格子3aの個数またはこれに形成された開孔数によって調節されうる。
【0009】
上記のように、作業領域10がサービス領域20に比べて空気流動量が多くて高気圧を維持するため、作業領域10からサービス領域20への空気流動が発生する。作業領域10とサービス領域20との間の空気流動は、作業領域10とサービス領域20とを隔離する壁体4を介して成される。
【0010】
作業領域10とサービス領域20との間に設けられた壁体4は、空気流動できるかなり大きな間隙4aがその間に存在する多数の部材よりなる。従って、クリーンルーム1で作業領域10を通過していた清浄空気の一部が壁体4の間隙4aを通じてサービス領域20に流動する現象が自然に発生する。空気の流動は、ウェーハに対する所定のプロセシングがなされるウェーハプロセス領域31と、ウェーハプロセス領域31にウェーハをローディング/アンローディングするためのウェーハ移送領域32との間にもなされる。
【0011】
ウェーハ移送領域32と作業領域10との間には、多数のウェーハが搭載されたボートが進出入する開口またはボートゲート4bが備えられている。ウェーハプロセス領域31とウェーハ移送領域32との間に、ウェーハが進出入する開口またはウェーハゲート32aが備えられている。ゲート4b、32aにはこれらを開閉するドアが各々備えられ、このゲート4b、32aのドアの周りには空気流動できる間隙が存在する。
【0012】
このような構造によれば、工程領域30の内部から空気流動が発生する。特に、高圧の作業領域10に対して、ボートゲート4bの間隙またはその他の工程領域30の開口を通じて作業領域10からウェーハ移送領域32に清浄空気が流入される。そしてウェーハ移送領域32に流入された空気が再びウェーハゲート32aを通じてウェーハプロセス領域31に浸透する。そしてウェーハプロセス領域31に流入された清浄空気は、ウェーハプロセス領域31の周りに存在する開口または間隙31aを通してサービス領域20に排出される。このように工程装置30の内部における空気流動は、作業領域10とサービス領域20との圧力差によって発生する。
【0013】
図3に示したように、工程装置30には、ウェーハプロセス領域31とウェーハ移送領域32に浄化された清浄空気を供給するための空気供給装置50が追加される。
図3に示すように、空気供給装置50は、流入管51を通して作業領域10から清浄空気を吸引し、これを物理的および/または化学的に浄化した後、矢印52と53で各々示したようにウェーハプロセス領域31およびウェーハ移送領域32に供給する。一方、空気供給装置50は、空気を作業領域10から流入せずに下部プレナム3から空気を流入するように下部プレナム3に設けられる。
【0014】
空気供給装置50により清浄空気が供給されるウェーハプロセス領域31とウェーハ移送領域32における空気の流動は、高圧力の作業領域10から低圧力のサービス領域20への空気流動に順応する方向になされる。
従って、図2の説明のように、空気供給装置50により浄化された空気がウェーハ移送領域32とウェーハプロセス領域31に供給される間、ボートゲート4bを通じて高圧力の作業領域10からウェーハ移送領域32に空気が流入される。そして、ウェーハゲート32aを通じてウェーハ移送領域32からウェーハプロセス領域31に空気が浸透する。ウェーハプロセス領域31に流入された清浄空気は、ウェーハプロセス領域31の周りに存在する開口または間隙31aを通してサービス領域20に排出される。
【0015】
このようなマイクロエレクトロニクス製造システムをクリーニングする装置および方法とその他の改善策にもかかわらず、マイクロエレクトロニクス製造システムのクリーニングをさらに改善するための装置および方法の要求が続く。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこのような要求に従うマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【0017】
本発明の目的は、マイクロエレクトロニクス装置の汚染を減らしうるマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【0018】
本発明の目的は、マイクロエレクトロニクス素子の収率を向上させうるマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明に従って、サービス領域、マイクロエレクトロニクス素子がプロセスされるものであって、サービス領域に備えられるプロセス領域、そしてマイクロエレクトロニクス素子がプロセス領域に、そしてプロセス領域から移送されるものであって、サービス領域に備えられる移送領域を具備するマイクロエレクトロニクス製造システムと、移送領域に比べてプロセス領域で高圧力を維持して移送領域からプロレス領域へのパーチクル流動を減らすことによって達成される。
【0020】
本発明によれば、従来のマイクロエレクトロニクス製造システムおよびこのクリーニング方法は、ウェーハプロセス領域への空気の逆流動が許容されうることが明らかになった。ウェーハプロセス領域への空気の逆流動が許容されることによって、低清浄状態が維持される場所から高清浄状態が維持されるべき場所への空気の流動が起こる可能性がある。空気の逆流動によって、移送装置により発生されて移送領域に含まれているパーチクルがプロセス領域からプロセスがなされているウェーハ上に流動されうる。極端に対比して、移送領域に比べてプロセス領域の圧力を高く維持することによって、本発明は移送領域からプロセス領域へのパーチクルの流動を減少および完全に除去できる。
【0021】
本発明の他の類型によれば、マイクロエレクトロニクス製造システムは、サービス領域と移送領域に連結される作業領域をさらに具備する。作業領域に比べて移送領域が高圧力が維持でき、これにより移送領域から作業領域へのパーチクルの流動が向上できる。さらに、高い空気圧はプロセス領域からプロセス領域の外側のサービス領域へのパーチクル流動を増進する。移送領域に比べてプロセス領域の圧力を高く維持するために、空気は作業領域から移送領域への流動が発生されうる。空気は移送領域から作業領域に排出されうり、これによって移送領域から作業領域へのパーチクルの流動が増進できる。空気は移送領域から下部プレナムに排出されうり、これによって移送領域からのパーチクル流動が増進される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を示す関連図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。本発明は、しかし、ここで説明される実施例に限られず他の多くの類型にも適用でき、この実施例は本開示を徹底かつ完璧にするために提供され、当業界の知識を有する者は本発明の範囲を十分に理解するはずである。図面で領域のサイズが分かりやすく拡大されている。
【0023】
本発明を説明する前に、従来の半導体製造装置の願わない逆流動に対して図3と図4を参照して説明する。
図3に示した空気流動構造で、ウェーハ移送領域32を通過した空気がウェーハプロセス領域31に逆流入される恐れがある。ここで逆流入とは、相対的に高い清浄度が維持されるべき空間に相対的に低い清浄度が維持されている空間からの空気が流入されることを意味する。それで、ウェーハ移送領域32からきびしい清浄度が要求されるウェーハプロセス領域31への空気が流動されるが、これが空気の逆流動の一例である。このような逆流動によれば、所定のプロセスが進行中のウェーハに清浄空気中に含まれたパーチクルが付着されうる。
【0024】
図4は前述したように清浄空気の逆流入が発生する従来のマイクロエレクトロニクス製造システムを示す。
壁体4によりサービス領域20と作業領域10が区画されているクリーンルーム1の上下に上部プレナム2と下部プレナム3が位置する。前記クリーンルーム1と上部プレナム2との間には、空気フィルター2aの設けられたブラインドパネル2bが備えられている。作業領域10の上にある空気フィルター2aは、サービス領域20の上側の空気フィルターに比べて厚くて空気流動が多く調節されている。クリーンルーム1の底に該当する回折格子3aは、下部プレナム3に設けられた柱3bにより支持されている。
【0025】
露光装置130はウェーハ移送領域132とウェーハプロセス領域131とを具備する。ウェーハ移送領域132は作業領域10に隣接している。ウェーハが搭載されたボート90の通過するボートゲート133がウェーハ移送領域132と作業領域10との間に位置する。ウェーハ移送領域132とウェーハプロセス領域131との間にウェーハの通過するウェーハゲート134が位置する。ウェーハ移送領域132には、ボート90からウェーハを取出して、これをウェーハゲート134を通じてウェーハプロセス領域131にローディングするロボット80が設けられている。ロボット80は、ウェーハのローディングと共にプロセス済みのウェーハを再びボート90に復帰させるアンローディング作業を遂行する。ウェーハプロセス領域131でレチクルによる露光が実施される。レチクルは、一般にウェーハプロセス領域131の上部に備えられた図示しないレチクルステージから供給される。露光装置130には、浄化された空気をウェーハ移送領域132とウェーハプロセス領域131に供給する図示しない空気供給装置が別設される。空気供給装置は、上部プレナム2に近い作業領域10の上部から清浄空気を吸入し、吸入された空気を物理的および/または化学的にフィルタリングした後、ウェーハプロセス領域131、ウェーハ移送領域132そしてレチクルステージ領域に供給する。これは領域に清浄空気の局部的な滞留を防止してパーチクルが各領域内に蓄積されることが防止できる。
【0026】
図4で矢印はクリーンルーム1内の清浄空気の流動方向を示す。作業領域10から一部の清浄空気がウェーハ移送領域132を経たウェーハプロセス領域131に流入される。ウェーハプロセス領域131の清浄空気は、ウェーハプロセス領域131の周囲に存在する間隙または開口を通じてサービス領域20に流動する。また、空気は前述した空気供給装置により各領域131、132に直接供給される。
【0027】
ウェーハ移送領域132には多くのパーチクルを発生する要素が存在する。例えば、ロボット80はウェーハをローディング/アンローディングするためのアームを有している。ロボット80のアームは上下運動と水平運動を複合的に行なうための複数の動的要素を含む。ロボット80のアームの動的要素間の摩擦によってこれより多量の金属性パーチクルを発生する。ここで発生したパーチクルは、清浄空気の流動に沿ってウェーハプロセス領域131に共に流入されて露出されているウェーハに付着される恐れがある。ウェーハが付着されたパーチクルは製品の収率を落とす。
【0028】
このようにウェーハ移送領域から発生したパーチクルの逆流動に従う問題は、前述したような露光工程の以外に他の半導体製造工程から発生する場合がある。マイクロエレクトロニクス素子がさらに高集積化するため、収率はさらに落ちる。
【0029】
図5〜図7は、本発明のマイクロエレクトロニクス製造システムおよびこのクリーニング方法に従う空気調整装置による清浄空気の流れを示す。図面で矢印は空気の流れを示す。
【0030】
図5に示すように、上部プレナム200から1次浄化された清浄空気が壁体104により区画された作業領域110とサービス領域120とを各々通過して下部プレナム300に到達する。
【0031】
ウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132に、作業領域110からの清浄空気を2次浄化する空気供給装置500により清浄空気が供給される。ウェーハプロセス領域131に対する空気供給量はウェーハ移送領域131に対する空気供給量より多い。従ってウェーハ移送領域132に比べてウェーハプロセス領域131が相対的に高圧力を維持する。また、ウェーハ移送領域132の圧力は作業領域110より高圧力を維持する。
【0032】
従って、ウェーハプロセス領域131に供給された清浄空気はサービス領域120とウェーハ移送領域132に流動し、ウェーハ移送領域132の空気は作業領域110に流動する。空気供給装置500は作業領域110から空気を吸入してこれを浄化し、浄化された空気をウェーハプロセス領域131およびウェーハ移送領域132に供給する。場合によっては、空気供給装置500に吸入される空気は下部プレナム300から提供され、そして空気供給装置500自体が下部プレナム300内に位置される。空気供給装置500により2次浄化された空気が供給される要素または領域の数は、供給される工程装置の構造に従って増加できる。
【0033】
ウェーハ移送領域132と作業領域110との空気流動は、多数のウェーハが搭載されたボートが進出入するボートゲート114bまたはボートゲート114bに設けられるドア周囲の間隙、またはボートゲート114bとは別に空気流通のために備えられる空気流動経路を通じてなされ、ウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132との空気流動は、ウェーハが進出入するウェーハゲート132aまたはウェーハゲート132aに備えられるドア周囲の間隙、またはウェーハゲート132aとは別に空気流通のために備えられた開口を通じてなされる。ウェーハプロセス領域131とサービス領域120との空気流動は、プロセス領域131の周囲に存在する間隙または空気流通のために備えた開口131aによりなされる。
【0034】
以上のような清浄空気の流れ構造によれば、ウェーハプロセス領域131の清浄度が他の領域に比べて非常に高く維持される。ウェーハプロセス領域131には空気供給装置500から2次浄化された清浄空気が供給され、ウェーハプロセス領域131がサービス領域120とウェーハ移送領域132に比べて高圧力を維持するため、サービス領域120とウェーハ移送領域132からウェーハプロセス領域131内に清浄空気が逆流動しない。特に、ウェーハプロセス領域131の内部から発生したパーチクルが、ウェーハプロセス領域131の高圧力によりサービス領域120およびウェーハ移送領域132に排出される。またロボットが設けられていて、これより多量のパーチクルが発生するウェーハ移送領域132の空気は直ぐに作業領域110に排出される。
【0035】
図6は図5に示したウェーハ移送領域132と作業領域110との間に備えられた空気排出装置600を示す。空気排出装置600はウェーハ移送領域132の空気を作業領域110に強制排出する。空気排出装置600は、ウェーハ移送領域132と作業領域110との圧力差がウェーハ移送領域132の空気を作業領域110に排出できる程に大きくないとか、それとも逆流動現象が発生する可能性がある時に適用される。しかし、この場合においてもウェーハプロセス領域131の圧力はウェーハ移送領域132の圧力より高くなければならない。
【0036】
ウェーハプロセス領域131に供給された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域120とウェーハ移送領域132に分散されて流動する。ウェーハ移送領域132の空気は強制排出装置600により作業領域110に排出される。ウェーハ移送領域132と作業領域110との間に備えられるボートゲート114b、またはこれに備えられるドア周囲の間隙を通じて作業領域110から流入された清浄空気も、強制排出装置600により再び作業領域110に排出される。
【0037】
空気供給装置500は作業領域110から空気を吸入して浄化した後、これをウェーハプロセス領域131およびウェーハ移送領域132に供給する。空気供給装置500に吸入される空気は下部プレナム300から提供されうり、また空気供給装置500自体が下部プレナム300内に位置される。そして、空気供給装置500により2次浄化された空気が供給される要素または領域の数は、供給される工程装置構造に従って増加できる。空気供給装置500は次のような他の実施例のように応用されうる。
【0038】
図7は空気排出経路700がウェーハ移送領域132と下部プレナム300に直接連結されている、ウェーハ移送領域132からの空気排出構造の他の実施例を示す。下部プレナム300は作業領域110とサービス領域120を通過した全ての清浄空気を回収するものであって、非常に低い圧力を維持している。従って、たとえウェーハ移送領域132がウェーハプロセス領域131より低い圧力を維持しても、空気排出経路700により直接連結されている下部プレナム300よりは高い圧力を維持しているため、ウェーハ移送領域132の空気は下部プレナム300に速かに流動する。空気排出経路700は管状部材、板状部材および/または他の部材によって提供される。
【0039】
ウェーハプロセス領域131に供給された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域120とウェーハ移送領域132に分散されて流動する。ウェーハ移送領域132の清浄空気は空気排出経路700を通じて下部プレナム300に排出される。ウェーハ移送領域132と作業領域110との間に備えられるボートゲート114b、またはこれに備えられるドア周囲の間隙を通じて作業領域110から流入された清浄空気も、空気排出経路700を通じて下部プレナム300に排出される。
【0040】
図8および図9はウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132に清浄空気を供給するものであって、2つの空気供給装置に分離された空気供給手段を示す。
図8を参照すれば、第1空気供給装置501はウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132に2次浄化された清浄空気を供給する。第1空気供給装置501は作業領域110の上部側から清浄空気を吸入する。場合によって、第1空気供給装置501は下部プレナム300および/またはサービス領域120から清浄空気を吸入して2次浄化する。第2空気供給装置502は最高の清浄度が維持されるべきウェーハプロセス領域131にだけ清浄空気を供給する。第2空気供給装置502も作業領域110から清浄空気を吸入する。場合によって、第2空気供給装置502は下部プレナム300および/またはサービス領域120から清浄空気を吸入して2次浄化する。
【0041】
図9を参照すれば、第1空気供給装置501は、ウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132に共に2次浄化された清浄空気を供給する。第1空気供給装置501は作業領域110の上部側から清浄空気を吸入し、場合によっては下部プレナム300および/またはサービス領域120から清浄空気を吸入して2次浄化する。第2空気供給装置502は第1空気供給装置501に2次浄化した空気を供給する。第2空気供給装置502も作業領域110から清浄空気を吸入する。場合によって、第2空気供給装置502は下部プレナム300および/またはサービス領域120から清浄空気を吸入して2次浄化する。
【0042】
図8と図9に示したように、ウェーハプロセス領域131に注入された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域120とウェーハ移送領域132に分散されて流動する。同じく、ウェーハ移送領域132の清浄空気は空気排出口114dを通じて作業領域110に排出される。
図8と図9はボートゲート114bがドア114cにより閉鎖された状態を示し、その下部の空気排出口114dを通じて清浄空気の排出が起こる状態を示す。ドアは一般にボートゲート114bだけでなくウェーハゲート132aにも設けられ、ドア自体に空気の流通できる開口が備えられうる。
【0043】
図8と図9に示した形態の空気供給構造は、一つの空気供給装置で十分量の2次清浄空気が供給できないとか、またはウェーハプロセス領域131の圧力をウェーハ移送領域132に対して希望の程度の差を有するように上昇できない時に適用できる。さらに、このような空気供給構造は振動分散効果を有するため、ウェーハプロセス領域131が振動に非常に敏感なウェーハ露光領域の時に適用されることが望ましく、図5〜図7に示したマイクロエレクトロニクス製造システムに適用できる。
【0044】
図10は図7に示したような清浄空気流動構造を有するマイクロエレクトロニクス製造システムの概略的な構造を示す。
図10を参照すれば、壁体104によりサービス領域120と作業領域110が区画されているクリーンルーム100の上下に上部プレナム200と下部プレナム300が位置する。クリーンルーム100と上部プレナム200との間には空気フィルター201が設けられたブラインドパネル202が備えられている。クリーンルーム100の底に該当する回折格子103は、下部プレナム300に設けられた柱301により支持されている。
【0045】
露光装置130はウェーハ移送領域132とウェーハプロセス領域131とを具備する。ウェーハ移送領域132は作業領域110に隣接し、ウェーハ移送領域132と作業領域110との間にはウェーハが搭載されたボート90が通過するボートゲート133が備えられ、ボートゲート133にはこれを開閉するドア133aが設けられている。ウェーハ移送領域132には、ボート90からウェーハを取出し、これをウェーハゲート134を通じてウェーハプロセス領域131にローディングするロボット80が設けられている。ロボット80はウェーハのローディングと共に、作業済みのウェーハを再びボート90に復帰させるアンローディング作業を遂行する。
【0046】
ウェーハプロセス領域131ではレチクルによる露光が実施される。レチクルは後述するレチクルステージから供給される。図示しない空気供給装置は、ウェーハ移送領域132とウェーハプロセス領域131に清浄空気を供給する。空気供給装置は上部プレナムに近い作業領域110の上部から清浄空気を吸入した後、これを物理的および/または化学的にフィルタリングし、これをウェーハプロセス領域131、ウェーハ移送領域132に供給する。本発明によって、ウェーハプロセス領域131にさらに多くの清浄空気が供給されて、ウェーハプロセス領域131の圧力がウェーハ移送領域132の圧力に比べて高く維持される。
【0047】
ウェーハ移送領域132で、図7の説明で言及された形態の空気排出経路700がウェーハ移送領域132と下部プレナム300を直接連結する。ウェーハ移送領域132の下部に備えられた空気排出経路700は回折格子103に近く位置している。前述したように、下部プレナム300は作業領域110とサービス領域120を通過した全ての清浄空気を回収するものであって、非常に低い圧力を維持している。従って、だいぶ高い圧力を維持しているウェーハ移送領域132が下部プレナム300と直結しているので、ウェーハ移送領域132の空気は下部プレナム300に速かに流動する。
【0048】
図10で矢印はクリーンルーム100内における清浄空気の流動方向を示す。ウェーハプロセス領域131からの清浄空気が、ウェーハプロセス領域131の周囲に形成された開口および/またはウェーハゲート134を通じてサービス領域120およびウェーハ移送領域132に流動する。ウェーハ移送領域132への清浄空気は、ウェーハプロセス領域131からだけでなく作業領域110からも流入される。ウェーハ移送領域132に流入された清浄空気は、非常に低い圧力を維持する下部プレナム300に空気排出経路700を通じて排出される。
【0049】
従って、ウェーハプロセス領域131が希望する高い清浄度を維持してパーチクルによるウェーハの汚染が防止される。言い換えれば、ウェーハプロセス領域131の圧力をウェーハ移送領域132の圧力に比べて高く維持することによって、ウェーハ移送領域132から発生したパーチクルがウェーハプロセス領域131に流入されることが防止される。特に、多量のパーチクルが発生するウェーハ移送領域132の清浄空気が、ウェーハプロセス領域131だけでなく作業領域110にも流入されず下部プレナム300に直ぐに排出され、ウェーハ移送領域132から発生したパーチクルによるクリーンルーム100の汚染が効果的に防止される。
以上のような構造のマイクロエレクトロニクス露光装置において、図6に示したような構造の強制排出装置をウェーハ移送領域132と作業領域110との間に備えることができる。
【0050】
図11を参照すれば、ウェーハ移送領域132と作業領域110を隔離している壁体104の上部側にドア133aを有するボートゲート133が備えられ、その下部の内側に送風装置601が結合されている。送風装置601に対応する壁体の部分に空気流通のための貫通孔111が多数形成されている。送風装置601は、ウェーハ移送領域132の空気およびこれに含まれたパーチクルを強制的に作業領域110に排出する。
【0051】
図12と図13は、空気供給手段として2つの空気供給装置が適用されうる露光装置の全体構造を概略的に示す。
図12を参照すれば、ウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132がドア134aが備えられたウェーハゲート134により連結され、この上に露光に必要なレチクルまたはマスクを提供するレチクルステージ領域135が備えられている。レチクルステージ領域135には、露光用フィルムとしての複数のレチクル137と前記レチクル137を露光位置にローディングおよびアンローディングするロボット138が備えられる。
【0052】
第1空気供給装置501から清浄空気が、ウェーハプロセス領域131、ウェーハ移送領域132そしてレチクルステージ領域135に供給される。第1空気供給装置501は第2空気供給装置502と一定距離を隔てて設けられ、作業領域110から空気を供給され、これを内部で物理的および/または化学的に2次浄化する。露光装置は振動等に敏感なため、サービス領域132の底部材320から離隔した独立した防振ベース310上に設けられる。
【0053】
露光装置に隣接している第2空気供給装置は下部プレナム300またはサービス領域120から清浄空気を吸入し、内部で2次浄化された清浄空気をウェーハプロセス領域131に供給する。
【0054】
図13に示した実施例によれば、第2空気供給装置502で2次浄化された清浄空気は第1空気供給装置501に供給される。第1空気供給装置501はウェーハプロセス領域131、ウェーハ移送領域132そしてレチクルステージ領域135に空気を供給する。この時に第1空気供給装置は物理的および/または化学的空気浄化機能を有し、第2供給装置は物理的空気浄化機能を有するようにすることが望ましい。
【0055】
図12と図13に示したように、空気流通できる空気流通経路116がウェーハ移送領域132と作業領域110との間で下部プレナム300側に近く備えられている。従って、空気流通経路116を通じてウェーハ移送領域132の空気が作業領域110に排出されるためには、ウェーハ移送領域132の圧力が作業領域110の圧力に比べて高いべきである。またウェーハ移送領域132よりウェーハプロセス領域131の圧力が高いべきである。レチクルステージ領域135にパーチクルの発生原因のロボット138が備えられているので、パーチクルを作業領域110に排出する必要がある。このためにウェーハステージ領域135の圧力を作業領域の圧力より高くして、ウェーハステージ領域135の空気をレチクルドア136の周辺に存在する間隙や他の開口を通じて作業領域110に排出させることが望ましい。
【0056】
前記のような各領域間の圧力差は、前述したように第1、第2空気供給装置501、502による空気供給量の調節によって調整できる。
【0057】
従来の露光装置と本発明に係る前述したような構造を有する露光装置に付着されるパーチクルの数、特にウェーハプロセス領域131内のパーチクルの数は実際のプロセス条件に準ずる実験により表1のように得られた。
【0058】
【表1】
Figure 0004346175
【0059】
表1の実験結果は5インチウェーハに対することであって、数値は各サンプルウェーハに付着された0.1μm以上の大きさを有するパーチクル数を示す。このような結果は、ウェーハ移送領域からウェーハプロセス領域への空気逆流動に従うウェーハ汚染の深刻性を示す。従来にはウェーハ利用領域からウェーハプロセス領域に空気が逆流動することに対する考察がなく、従って空気逆流動に対するいかなる積極的な解決策の研究もなされなかった。
【0060】
図14は図12および図13に示した露光装置において、ウェーハプロセス領域とウェーハ移送領域との円滑な空気流通を図りながらも外光の流入を効果的に遮断するためのドア134aの正面図であり、図15は図14の側面図である。
【0061】
図14と図15を参照すれば、ウェーハプロセス領域131とウェーハ移送領域132を隔離する壁体140にウェーハゲート134が備えられ、ウェーハゲート134にこれを開閉する一組のドア134aが設けられている。ドア134aにはウェーハの通過のためのスリット134cが形成されている。そして、各ドア134aの下部側には空気の流通を可能にすると同時に、光の流入を遮断するルーバ134bが設けられている。ルーバ134bは、ドア134aの平面に対して所定角度にその平面が傾いている複数の窓格子134dが多数並んで配置されている構造を有する。このような構造によれば、ウェーハプロセス領域131からウェーハ移送領域132の下方に向いて傾いた方向への空気の流通は可能であり、ウェーハ移送領域132からの光は遮断される。
【0062】
図16に示したように、窓格子134dに回転軸を備え、これをドアに回転自在に支持させることによって、窓格子134cの回転方向に従って空気の流通が許容または遮断できる。
【0063】
図17はウェーハ移送領域132におけるパーチクル発生を最大限抑制するための構造を有する露光装置の一部を示す。
図17に示したように、ウェーハを搭載したボート806が安着されるボートステージ805がウェーハ移送領域132内に備えられる。ボートステージ805に隣接してウェーハリフタ900と第1ウェーハ移送ロボット801とが位置する。第1ウェーハ移送ロボット801はレール802上に設けられてレール802を通して往復移動できるようになっている。第1ウェーハ移送ロボット801はウェーハリフタ900に隣接設置され、ウェーハをウェーハボート806からウェーハリフタ900の安着部901およびその反対に移送する。ウェーハステージ領域131内にはウェーハリフタ900の安着部901に位置するウェーハをウェーハステージ領域131およびその反対に移送する第2ウェーハ移送ロボット811が位置する。
【0064】
ウェーハリフタ900は図18に示したように、一つのウェーハが安着される安着部901がその上段部に備えられた昇下降体902と、昇下降体902に動力を提供する胴体904とを有する。ウェーハリフタの胴体904は所定容積のケース905内に収容されている。ケース905の内部空間は外部の真空源906に連結されて、ウェーハリフタ900の胴体から発生したパーチクルが真空源により外部に排出される。
【0065】
このような構造のウェーハリフタ900はケース905により保護されているため、胴体904から発生したパーチクルがウェーハ移送領域132の空間に流れ出ることが防止される。
【0066】
【発明の効果】
以上、説明したように、ウェーハ移送領域からウェーハプロセス領域に空気が逆流動することを防止するために、ウェーハに対する所定のプロセスがなされるウェーハプロセス領域の圧力をウェーハ移送領域の圧力より高く維持する。このような空気逆流動を防止するために維持される領域間の圧力差は各々に供給される清浄空気量により調節できる。望ましくは、ウェーハプロセス領域の圧力より低い圧力を有するウェーハ移送領域内の清浄空気を作業領域または下部プレナムに排出させることによって、ウェーハ移送領域内の空気滞留を防止して空気滞留によるパーチクルの蓄積を防止する。
【0067】
このようなことを適用する本発明に係るマイクロエレクトロニクス製造システムのクリーニング方法とマイクロエレクトロニクス製造システムは、今まで具体的に説明された露光装置以外にマイクロエレクトロニクス素子の製造に適用される多くのシステムに適用できる。本発明によれば、表1に示したように、ウェーハに対するパーチクルの付着が減少若しくは極小化され、さらにこれを除去することによってマイクロエレクトロニクス素子等の収率が増進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムのレイアウトを示す平面図である。
【図2】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムのレイアウトを示す側面図である。
【図3】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムの清浄空気の流動状態を示す図である。
【図4】図3に示した形態の清浄空気の流動構造を有する従来の露光システムの概略的な構造図である。
【図5】本発明に係るクリーニング方法および装置の第1実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図6】本発明に係るクリーニング方法および装置の第2実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図7】本発明に係るクリーニング方法および装置の第3実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図8】本発明に係るクリーニング方法および装置の第4実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図9】本発明に係るクリーニング方法および装置の第5実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図10】図7に示した清浄空気の流動構造を有するマイクロエレクトロニクス露光システムの概略的な垂直構造図である。
【図11】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用される清浄空気排出装置の実施例を示す図である。
【図12】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第1実施例の垂直構造を示す図である。
【図13】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第2実施例の垂直構造を示す図である。
【図14】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうるウェーハゲートの正面図である。
【図15】図14に示したウェーハゲートの断面図である。
【図16】図14に示したウェーハゲートのルーバの側面図である。
【図17】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第3実施例の垂直構造を示す図である。
【図18】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうるものであって、図17に示した露光装置のウェーハリフタの概略的な斜視図である。
【符号の説明】
104 壁体
110 作業領域
114b ボートゲート
120 サービス領域
131 ウェーハプロセス領域
131a 開口
132 ウェーハ移送領域
132a ウェーハゲート
200 上部プレナム
300 下部プレナム
500 空気供給装置

Claims (8)

  1. サービス領域と、
    前記サービス領域に連結される作業領域と、
    前記作業領域とマイクロエレクトロニクス素子を移送し合う移送領域と、
    前記移送領域と連結され、マイクロエレクトロニクス素子が処理されるプロセス領域と、
    前記移送領域から前記プロセス領域へのパーチクルの流動が減少するように前記移送領域の空気圧と比較して前記プロセス領域の空気圧を高く維持する空気調節手段と、
    前記プロセス領域にのみ空気を供給する空気供給装置と
    を備え
    前記作業領域および前記サービス領域の上側に連結される上部プレナムと、
    前記作業領域および前記サービス領域の下側に連結され、前記上部プレナムからの空気が前記作業領域およびサービス領域を経て流入する下部プレナムと、
    前記サービス領域の空気圧と比較して前記作業領域の空気圧を高く維持し、前記サービス領域における前記上部プレナムから前記下部プレナムへの空気流動と比較して、前記作業領域における前記上部プレナムから前記下部プレナムへの空気流動量がさらに多くなるように誘導する手段と、
    をさらに備えることを特徴とするマイクロエレクトロニクス製造システム。
  2. 前記移送領域から前記下部プレナムに空気を直接排出するための経路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
  3. 上部プレナムと下部プレナム間に設けられる作業領域およびサービス領域と、
    前記作業領域からウェーハを移送されるウェーハ移送領域と、
    前記ウェーハに対する露光工程が行われ、ウェーハ移送領域に連結されるウェーハステージ領域と、
    前記ウェーハステージ領域における露光工程に適用されるレチクルを提供し、前記ウェーハ移送領域および前記ウェーハステージ領域に接するレチクルステージ領域と、
    前記ウェーハ移送領域から前記ウェーハステージ領域へのパーチクルの流動が減少するように前記ウェーハ移送領域の空気圧と比較して前記ウェーハステージ領域の空気圧を高く維持する空気調節手段と、
    前記ウェーハプロセス領域にのみ空気を供給する空気供給装置と
    を備えることを特徴とするマイクロエレクトロニクス製造システム。
  4. 前記移送領域、前記ウェーハステージ領域および前記レチクルステージ領域は前記サービス領域内にあることを特徴とする請求項3に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
  5. 前記空気調節手段は、
    前記ウェーハステージ領域、前記レチクルステージ領域および前記ウェーハ移送領域に空気を供給する空気供給装置と、
    前記ウェーハ移送領域から空気を排出する空気排出装置と、
    を別途有することを特徴とする請求項3に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
  6. 前記作業領域から前記ウェーハ移送領域へのパーチクルの流動が減少するように前記ウェーハ移送領域の空気圧を前記作業領域の空気圧より高く維持する手段をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
  7. 前記空気排出装置は、前記移送領域内の空気を前記作業領域内に強制排出することを特徴とする請求項5に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
  8. 前記ウェーハ移送領域から前記下部プレナムに空気を直接排出するための経路をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
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