JP6710178B2

JP6710178B2 - 半導体製造装置

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Publication number: JP6710178B2
Application number: JP2017087919A
Authority: JP
Inventors: 勝也久保田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: JP2018186210A

Description

本発明は、半導体の製造工程で使用される半導体製造装置に関する。

半導体の製造工程で使用される塗布現像機、露光機等の半導体製造装置は、一般的に、天井オープン構造が採用されている。天井オープン構造とは、半導体製造装置の筐体の上部に開口が設けられた構造である。そのため、空気中に浮遊するパーティクルが、半導体製造装置の筐体の内部に入り易い。半導体製造装置の筐体の内部で半導体ウエハに対し処理が施される空間にパーティクルが存在する状態で、写真製版のプロセスが行われた場合、当該パーティクルがマスクとして機能するため、パターン欠陥が発生するという問題がある。

そのため、半導体の製造工程で使用される装置には、防塵の構成が求められる。特許文献１，２等では、防塵のための構成（以下、「関連構成Ａ」とも称する）が開示されている。

特開２００１−２６３７４８号公報特開２００２−３１３６９０号公報

関連構成Ａでは、半導体の製造工程で使用される装置の側面も、カバー等で覆われる。そのため、関連構成Ａを有する装置は、広い設置スペースが必要であるという問題がある。よって、筐体の上部に開口が設けられた構造を有する半導体製造装置についても、なるべく設置スペースのサイズを抑制することが要求される。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、設置スペースのサイズを抑制した半導体製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体製造装置は、半導体の製造工程で使用される。前記半導体製造装置は、前記半導体製造装置の機能を実現する半導体処理機構ユニットと、前記半導体処理機構ユニットを収容する筐体とを備え、前記筐体の上部には、開口が設けられており、前記半導体製造装置は、さらに、筒状のカバーユニットを備え、前記カバーユニットは、第１開口および第２開口を有し、前記カバーユニットは、前記第１開口および前記第２開口の一方が、前記筐体の前記開口とつながるように、当該筐体上に設けられ、前記カバーユニットは、鉛直方向において、伸縮自在のユニットである。

本発明によれば、筒状のカバーユニットは、前記第１開口および前記第２開口の一方が、前記筐体の開口とつながるように、当該筐体上に設けられる。これにより、設置スペースのサイズを抑制した半導体製造装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る板状部材を示す図である。本発明の実施の形態１に係る棒状部材を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の図面では、同一の各構成要素には同一の符号を付してある。同一の符号が付されている各構成要素の名称および機能は同じである。したがって、同一の符号が付されている各構成要素の一部についての詳細な説明を省略する場合がある。

なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、当該各構成要素の相対配置などは、本発明が適用される装置の構成、各種条件等により適宜変更されてもよい。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体製造装置１００の構成を示す図である。半導体製造装置１００は、半導体の製造工程で使用される装置である。半導体製造装置１００は、例えば、塗布現像機、露光機等の写真装置である。塗布現像機は、当該塗布現像機の底面が、ドレインパンで構成されている。当該ドレインパンは薬液漏れ防止パネルである。

図１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。以下の図に示されるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向も、互いに直交する。以下においては、Ｘ方向と、当該Ｘ方向の反対の方向（−Ｘ方向）とを含む方向を「Ｘ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｙ方向と、当該Ｙ方向の反対の方向（−Ｙ方向）とを含む方向を「Ｙ軸方向」ともいう。また、以下においては、Ｚ方向と、当該Ｚ方向の反対の方向（−Ｚ方向）とを含む方向を「Ｚ軸方向」ともいう。

また、以下においては、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含む平面を、「ＸＹ面」ともいう。また、以下においては、Ｘ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＸＺ面」ともいう。また、以下においては、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を含む平面を、「ＹＺ面」ともいう。

半導体製造装置１００は、クリーン度が高い環境に設置される。よって、半導体製造装置１００は、通常、クリーンルームに設置される。クリーンルームは、高い清浄度の空気が存在する施設である。

図１を参照して、半導体製造装置１００は、クリーンルーム内の床４に設置されている。床４は、例えば、複数のグレーチングにより構成されている。床４には、後述する、複数の貫通孔ｈ４が設けられている。また、半導体製造装置１００の上方にはフィルターＦｔ１が設けられている。フィルターＦｔ１は、当該フィルターＦｔ１を通過する空気を浄化する機能を有する。フィルターＦｔ１は、例えば、ＨＥＰＡ（High-Efficiency Particulate Air）フィルターである。ここでクリーンルーム内とは、フィルターＦｔ１と床４との間の空間を意味する。なお、図１は、一例として、半導体製造装置１００の周辺に配置されている、２台の外部装置２も示している。また、この図１の例では、クリーンルーム内の高さ（ファイルターと床との間の距離）が３ｍ程である状態を想定したものとなっている。

２台の外部装置２の各々は、例えば、当該外部装置２の内部の熱を排出する冷却用のファンを有する電源ユニットなどである。２台の外部装置２の各々は、パーティクルＰｔ１を含む排気ガスを排出する。そのため、図１は、排気ガスにより、クリーンルーム内の気流が乱れている状態を示している。また、図１では、矢印により、空気が流れる方向が示されている。また、図１では、気流の乱れである乱流Ｔｂ１が示されている。

半導体製造装置１００は、半導体処理機構ユニット２０と筐体Ｃｈ１とからなる本体部と、カバーユニット３０とを備える。

半導体処理機構ユニット２０は、半導体製造装置１００の機能を実現するユニットである。すなわち、半導体処理機構ユニット２０は、半導体の製造工程で使用される処理を行うためのユニットである。半導体の製造工程で使用される処理とは、例えば、塗布、露光、現像等である。

筐体Ｃｈ１は、半導体処理機構ユニット２０を収容し、半導体製造装置１００の基本的外観部を形成する。筐体Ｃｈ１の上部には、開口Ｈ１が設けられている。筐体Ｃｈ１の形状は、底を有し、蓋が存在しない箱形状である。すなわち、筐体Ｃｈ１の構造は、天井オープン構造である。

カバーユニット３０は、開口Ｈ１から筐体Ｃｈ１内にパーティクルＰｔ１が侵入することを防ぐためのユニットである。カバーユニット３０の形状は、筒状である。具体的には、カバーユニット３０の形状は、一例として、角筒状である。なお、カバーユニット３０の形状は、角筒状に限定されず、例えば、円筒状であってもよい。

カバーユニット３０は、開口ｈ３ａおよび開口ｈ３ｂを有する。カバーユニット３０は、開口ｈ３ａが、筐体Ｃｈ１の開口Ｈ１とつながるように、当該筐体Ｃｈ１上に設けられる。

一方で、カバーユニット３０は、開口ｈ３ｂがフィルターＦｔ１とつながるように、当該フィルターＦｔ１下に設けられる。

また、カバーユニット３０は、伸縮自在のユニットである。具体的には、カバーユニット３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、伸縮自在のユニットである。

カバーユニット３０は、対向する２つの板状部３１と、対向する２つの板状部３２とから構成される。図１において、２つの板状部３１の各々はＸＺ面に沿っており、２つの板状部３２の各々は、ＹＺ面に沿っている。各板状部３１および各板状部３２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、伸縮自在に構成されている。

各板状部３１は、一例として、３つの棒状部材６と、２つの板状部材５とから構成されている。各板状部３２は、一例として、１つの板状部材５から構成されている。なお、図１では、カバーユニット３０全体の構成を分かり易くするために、板状部材５の構成は簡略化して示されている。各板状部材５および各棒状部材６は、導電性を有する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る板状部材５を示す図である。板状部材５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、伸縮自在の部材である。図２（ａ）は、伸長状態の板状部材５を示す図である。図２（ｂ）は、縮小状態の板状部材５を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る棒状部材６を示す図である。棒状部材６は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、伸縮自在の部材である。図３（ａ）は、伸長状態の棒状部材６を示す図である。図３（ｂ）は、縮小状態の棒状部材６を示す図である。

以上により、図１のカバーユニット３０は、伸縮自在の複数の板状部材５と、伸縮自在の複数の棒状部材６とから構成されている。

また、半導体製造装置１００は、気流制御機構４０を有する。気流制御機構４０は、詳細は後述するが、フィルターＦｔ１の上方の空気を、当該フィルターＦｔ１、カバーユニット３０、および、筐体Ｃｈ１を介して、床４の下方へ送るための構成である。以下においては、床４の下方を、「アンダーフロアー」とも称する。気流制御機構４０は、排気口Ｈ２と、排気ユニット４１とから構成される。すなわち、半導体製造装置１００は、排気ユニット４１を有する。

気流制御機構４０は、筐体Ｃｈ１の下部に設けられている。図１では、半導体製造装置１００が、２つの気流制御機構４０を有する状態を示している。

次に、気流制御機構４０について詳細に説明する。気流制御機構４０の排気口Ｈ２は、筐体Ｃｈ１の下部に設けられている。排気口Ｈ２は、一例として、筐体Ｃｈ１の側面に設けられている。なお、排気口Ｈ２は、例えば、筐体Ｃｈ１の背面に設けられてもよい。

排気口Ｈ２には、排気ユニット４１が接続されている。排気ユニット４１は、筐体Ｃｈ１内の空気を、排気口Ｈ２を介して、床４の下方（アンダーフロアー）へ送るユニットである。排気ユニット４１は、排気ダクト８と、排気ファンＦｎ１とを含む。排気ダクト８は、筒状の部材である。排気ダクト８の一方の端部は、排気口Ｈ２に接続されている。また、排気ダクト８は、床４に設けられている貫通孔ｈ４を介して、床４の下方（アンダーフロアー）まで延在する。

また、排気ダクト８の内部には、排気ファンＦｎ１が設けられている。排気ファンＦｎ１は、排気ダクト８を利用して、筐体Ｃｈ１内の空気を、床４の下方へ送る。具体的には、排気ファンＦｎ１を駆動することにより、フィルターＦｔ１の上方の空気が、フィルターＦｔ１、カバーユニット３０の内部、および、筐体Ｃｈ１の内部、排気口Ｈ２、排気ダクト８の内部を介して、床４の下方（アンダーフロアー）へ送られる。

なお、フィルターＦｔ１の上方の空気は、フィルターＦｔ１を通過することにより、浄化される。以下においては、フィルターＦｔ１により浄化された空気を、「浄化空気」とも称する。そして、浄化空気が、カバーユニット３０の内部、および、筐体Ｃｈ１の内部、排気口Ｈ２、排気ダクト８の内部を介して、床４の下方（アンダーフロアー）へ送られる。すなわち、気流制御機構４０により、ダウンフローが実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、筒状のカバーユニット３０は、当該カバーユニット３０の開口ｈ３ａが筐体Ｃｈ１の開口Ｈ１とつながるように、当該筐体Ｃｈ１上に設けられる。また、カバーユニット３０は、開口ｈ３ｂがフィルターＦｔ１とつながるように、当該フィルターＦｔ１下に設けられる。これにより、設置スペースのサイズを抑制した半導体製造装置を提供することができる。

また、本実施の形態によれば、筒状のカバーユニット３０が筐体Ｃｈ１上に設けられる。そのため、図１のように、パーティクルＰｔ１を含む空気が、カバーユニット３０の側面に沿って下方向へ流れる。これにより、カバーユニット３０（筐体Ｃｈ１）内に、パーティクルＰｔ１が侵入することを防ぐことができる。そのため、半導体製造装置１００により、写真製版のプロセスが行われる場合において、パターン欠陥が発生することを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、カバーユニット３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）において、伸縮自在のユニットである。そのため、半導体製造装置１００の高さを変化させることができる。これにより、クリーンルームの高さに応じて、半導体製造装置１００の高さを柔軟に対応させることができる。そのため、クリーンルームの高さに影響されることなく、半導体製造装置１００をクリーンルームに設置することができる。また、半導体製造装置１００の高さを変化させることができるため、半導体製造装置１００の取り扱いが容易である。

また、本実施の形態によれば、半導体製造装置１００は、フィルターＦｔ１の上方の空気を、当該フィルターＦｔ１、カバーユニット３０、および、筐体Ｃｈ１を介して、床４の下方へ送るための気流制御機構４０を有する。気流制御機構４０により、半導体製造装置１００内の空気の流れを一定にすることができる。そのため、筐体Ｃｈ１内に存在する空気の清浄度を向上させることができる。また、筐体Ｃｈ１内に存在する空気の清浄度の安定化を図ることができる。

なお、クリーンルームに設置される写真装置等の半導体製造装置では、当該クリーンルーム内の空気の清浄度が高いことが要求される。一方で、半導体製造装置の周辺に配置される外部装置が排気ガスを排出する場合、クリーンルーム内の気流の乱れ（乱流）が発生しやすい。乱流が発生した場合、クリーンルーム内に浮遊するパーティクルをダウンフローで押さえ込むことは困難である。

また、クリーンルームにおいて、クリーンエアーの風量が弱い場合、各プロセス設備の全体に及ぼす影響度が高い。そのため、各プロセス設備の設計変更は容易では無い。

そこで、本実施の形態の半導体製造装置１００は上記のように構成されるため、上記のような課題に対処することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、カバーユニット３０においては、対向する板状部３１，３２を、板状部材５を用いて形成したが、鉛直方向において伸縮自在とする必要がなければ、板状部３１，３２は簡易的にフィルム（シート）を用いて形成されてもよい。

また例えば、気流制御機構４０は、筐体Ｃｈ１の底面側に設ける構成（以下、「構成Ｃｔ１」とも称する）としてもよい。構成Ｃｔ１では、排気口Ｈ２は、筐体Ｃｈ１の底面に設けられる。また、排気ダクト８の一方の端部は、排気口Ｈ２に接続されている。なお、構成Ｃｔ１では、平面視（ＸＹ面）における排気口Ｈ２の位置は、平面視（ＸＹ面）における貫通孔ｈ４の位置と同じ位置である。そのため、排気ダクト８は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる。排気ダクト８は、床４に設けられている貫通孔ｈ４を介して、床４の下方（アンダーフロアー）まで延在する。

この構成Ｃｔ１によれば、排気ユニット４１を筐体Ｃｈ１の側面に設ける構成よりも、平面視（ＸＹ面）における半導体製造装置１００のサイズを小さくすることができる。

また、半導体製造装置１００は、写真装置に限定されない。半導体製造装置１００は、天井オープン構造を有する他の装置であってもよい。

５板状部材、６棒状部材、２０半導体処理機構ユニット、３０カバーユニット、４１排気ユニット、１００半導体製造装置、Ｃｈ１筐体、Ｈ１，ｈ３ａ，ｈ３ｂ開口、Ｈ２排気口。

Claims

半導体の製造工程で使用される半導体製造装置であって、
前記半導体製造装置の機能を実現する半導体処理機構ユニットと、
前記半導体処理機構ユニットを収容する筐体とを備え、
前記筐体の上部には、開口が設けられており、
前記半導体製造装置は、さらに、
筒状のカバーユニットを備え、
前記カバーユニットは、第１開口および第２開口を有し、
前記カバーユニットは、前記第１開口および前記第２開口の一方が、前記筐体の前記開口とつながるように、当該筐体上に設けられ、
前記カバーユニットは、鉛直方向において、伸縮自在のユニットである
半導体製造装置。
前記カバーユニットは、伸縮自在の複数の板状部材と、伸縮自在の複数の棒状部材とから構成されている
請求項１に記載の半導体製造装置。
前記半導体製造装置は、床に設置されており、
前記筐体の下部には、排気口が設けられており、
前記半導体製造装置は、さらに、
前記筐体内の空気を、前記排気口を介して、前記床の下方へ送る排気ユニットを備える
請求項１または２に記載の半導体製造装置。