JPH0330060B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体製造用空気清浄化設備に関す
る。

半導体装置の製造において、半導体薄板（ウエ
ハ）にフオトリソグラフイ処理作業があるが、こ
の作業は極端に塵埃の混入を嫌い、また温度や湿
度の変化を嫌う。このため、作業室の空気清浄化
（クリーン化）を主にした空気調整法は、従来、
(1)、室内全体を清浄度（クラス）10000程度にク
リーン化し、作業する部分のみクリーンベンチで
クラス100に高清浄度化する空気清浄化機構、(2)、
室内の天井全体から清浄空気を吹き出し、すのこ
状の床全域から排気して室内全体をクラス100〜
10に高清浄化するいわゆるダウンフロー式空気清
浄化機構が採用されている。

しかし、前者では清浄度の低い空間を作業者が
動き回つて作業するため塵埃が舞い上がり、清浄
度を高くしているクリーンベンチ内に入り込み、
クリーンベンチはクラス100を維持できなくなり、
ウエハが汚染されウエハ処理の歩留が低下する。
すなわち、大室内（部屋）全体の清浄度は比較的
に低く維持され、また、室内に空気のよどみが生
じ易いので、清浄度の低い室内での作業者の動作
によつて塵埃の舞い上がりもしくは塵埃の停滞域
を生じ、クリーンベンチ内の処理装置部の空気を
高清浄度に維持することが困難となる。また、大
室内の天井の各ダクトから吹き出される空調空気
は均等な状態に制御されているので、処理装置、
作業者等の散在により室内の空調熱負荷が不均一
にな。この結果、室内の温度や湿度の分布状態が
不均一となり、ウエハを加工するために必要な適
正な温度などの空調制御が不可能となる欠点があ
る。

また、後者のダウンフロー式では室内全体を高
い清浄度と温度、湿度制御精度内に保つため、建
屋および空気調整施設が高価となるとともに維持
費も高くなる。また、大室内の特定領域のみを使
用したい場合でも、空気調和装置を常に大室内全
体に対して運転しなければならないので、維持管
理費が高くなるという欠点がある。

したがつて本発明の目的とするところは、上述
したような従来技術の諸欠点を解決し、設備費、
維持管理費が安価な半導体用空気清浄化設備を提
供することにある。

このような目的を達成するために、本発明者
は、空気調和すべき作業空間を相互に空気調整度
の異なる複数の作業空間に区分することを着想し
た。そして、その区分された作業空間を装置配置
領域、作業領域および保全領域として利用し、さ
らに、区分された保全領域を装置配置領域の空気
循環路として形成することによつて、装置配置領
域に設けられる空気清浄化設備に対し比較的短い
空気循環路を形成して空気の高清浄化を図り、ま
た、温度、湿度調整するような空気調整装置から
の空調空気は、保全領域を利用する空気循環路に
対して混合することを着想した。

本発明に従う空気清浄化設備によれば、半導体
ウエハを処理する処理装置が配置される装置配置
領域と、前記装置配置領域の一つの側面に配置さ
れた第一の隔壁と該第一の隔壁に並置された第二
の隔壁とによつて、前記処理装置のメンテナンス
を行うために必要なスペースが区画されて成る保
全領域と、作業者が前記処理装置を操作する作業
を行うために、前記装置配置領域の前記保全領域
側の側面と対向する他の側面に隣接して設けられ
た作業領域と、前記装置配置領域および前記作業
領域のそれぞれへ清浄空気を供給するために設け
られた装置配置領域用空気清浄化手段および作業
領域用空気清浄化手段と、空調空気を前記空気清
浄化手段へ供給するための空気調整装置とを有
し、前記空気清浄化手段を通して清浄化された空
気を、前記装置配置領域および前記作業領域の上
方から下方に向け、かつ、前記装置配置領域にお
ける単位面積当たりの流量が前記作業領域におけ
る単位面積当たりの流量よりも多くなるように流
して成り、前記装置配置領域用空気清浄化手段か
ら前記装置配置領域を通過した空気を、前記作業
領域の床に設けられた排気口を通して前記作業領
域の床下に導入し、さらにその作業領域の床下か
ら前記装置配置領域の床下を介して前記保全領域
の下方に導入し、前記保全領域を空気路として形
成して前記保全領域の下方に導入したその空気を
前記保全領域の下方から上方へ向けて実質的に上
昇させることにより前記装置配置領域用空気清浄
化手段へ戻して成り、前記空気調整装置からの空
気の一部を、ダクトを通して前記作業領域用空気
清浄化手段へ導入して成り、前記空気調整装置か
らの空気の他の一部を、前記作業領域用空気清浄
化手段へ導入する空気路とを分離した状態で、ダ
クトを通して前記装置配置領域用空気清浄化手段
へ導入すると共に、前記装置配置領域および前記
作業領域を通過して前記作業領域の床下へ流入す
る空気の一部をダクトを通して前記空気調整装置
へ戻して成り、前記保全領域を通して前記装置配
置領域用空気清浄化手段へ戻す空気の流量は、前
記空気調整装置からダクトを通して前記装置配置
領域用空気清浄化手段へ導入する空気の流量より
も大きくなるように構成されて成ることを特徴と
する。

このような空気清浄化設備にすることにより、
作業空間を空気清浄度や温度、湿度調整度合の高
低によつて複数の作業空間に区分し、空気清浄度
や温度、湿度調整度合を高くする必要とする作業
空間をそれにより空気清浄度や温度、湿度調整度
合をそれほど必要としない作業空間に比し、その
空間内を陽圧とすることができ、またそれによつ
て前者の排気を後者に流し込み後者の空気清浄度
並びに温度、湿度調整の維持管理を行なうように
し得ることができ設備の安価な維持管理ができ
る。

以下本発明にかかる実施例を用いて本発明を具
体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例による空気清浄化設
備の断面図である。同図に示すように、建屋１は
フオトリソグラフイ装置、拡散炉、熱酸化炉とい
う熱処理装置等の各種の処理装置２，５２を配置
する装置配置領域３，５３と、これら各処理装置
２，５２のメンテナンスを行なう保全領域４，５
４と、作業者５が移動する通路となるとともに各
処理装置２，５２を操作する作業領域６とを有し
ている。

また、左側に配置された保全領域４は区分体７
ａすなわち第一の隔壁によつて装置配置止領域３
および作業領域６から区分され、かつ区分体７ｂ
すなわち第二の隔壁によつて区画されている。右
側に配置された保全領域５４は内部が中空となつ
ている区分体すなわち隔壁５７ａによつて装置配
置領域５３および作業領域６から区分され、かつ
区分体すなわち隔壁５７ｂによつて区画されてい
る。また、前記装置配置領域３，５３にはそれぞ
れ空気清浄化装置８，５８が配設されている。こ
こで、空気清浄化装置５８は、前記区分体５７ａ
を兼ねる内部が中空となる背面ダクト部９と、こ
の背面ダクト部９の上端部に設けられ処理装置５
２の上方に延在する気体吹出部１０とからなつて
いる。各気体吹出部１０に保全領域（建屋１の内
壁、床、天井および区分体７，５７によつて保全
室となる。）側の空気吸入口１１か空気を吸い込
み、フイルタ１２で浄化して気体吹出部１０の下
面の吹出口１３から洗浄な空気を吹き出すフアン
１４を含む浄化ユニツト１５が配設されている。
また、特に、右側の装置配置領域に関して設けら
れた背面ダクト部９の下部には排気口１６が設け
られ、処理装置５２の下部背面の汚れた空気はこ
の排気口１６から背面ダクト部９内に入り、また
保全室５４の一部の空気は、連通口１７から背面
ダクト部９内に入り、両者の空気は、再び、右側
の空気清浄化装置５８の浄化ユニツト１５の吸気
側に流れ込む。なお、背面ダクト部９の中途部に
温度湿度調節器２３が組込まれており、これによ
り背面ダクト部９内に流れる空気の温度および湿
度を所望の値に制御することができるようになつ
ている。

また、別の空気清浄化装置８において排気口１
６か出た空気は、保全室４の空気とまざり合つ
て、空気吸入口１１に流れ込むようになつてい
る。この気体の流れ方向はフアン１４によつて装
置配置領域３の空気圧が保全室４の空気圧よりも
高くなるようになつている。すなわち、装置配置
領域３が保全室４よりも陽圧状態になつているこ
とから変化することはない。

一方、作業領域６の天井には給気ダクト１８が
接続され、この給気ダクト１８によつて供給され
る空気はフイルタ１９を通つてさらに清浄化さ
れ、天井全域から床に向かつて吹き出される。ま
た、床はすのこ状となり排気ダクト２０に連通
し、かつ負圧に引かれるようになつている。この
ため、作業領域６では空気は天井から床に向かつ
てあたかも従来のダウンフロー式の空気清浄化機
構のように層流となつて流れる。また、排気ダク
ト２０に流れ込んだ空気は排気ダクトの一端側か
ら空気調整装置２４の吸気側２５に流れ込み、清
浄化および温度、湿度が調整された後は、空気調
整装置２４の吐出口側２６から吐き出されて再び
前記給気ダクト１８に送り込まれる。

他方、前記排気ダクト２０に流れ込んだ空気の
一部は保全室４，５４につながる還流ダクト２１
に流れ込むようになつている。また、保全室４，
５４には給気ダクトからも清浄な空気が給気分岐
管２２を通つて送り込まれ、浄化ユニツト１５の
空気吸入口１１から吸入される空気の清浄度を高
めると共に温度、湿度の調整を行なう。なお、図
中で示す矢印群は空気の流れ方向を示すととも
に、その太さによつて流量の大小の概略を示す。

つぎに、建屋内の空気清浄について説明する。
給気ダクト１８から作業領域にクラス100程度の
清浄空気を送り込む。また、装置配置領域３，５
３は、それぞれ空気清浄化装置８，５８を使用
し、保全室を空気循環路として使用することによ
り空気の循環回数が多くなることによつて、クラ
ス100〜10程度の清浄度を維持できるようになつ
ている。また、図面から明らかなように装置配置
領域の空気流量は作業領域よりも多くなつている
ことから、装置配置領域３，５３の空気圧は作業
領域６の空気圧よりも高くなつている（陽圧状態
なつている）ため、作業領域６の空気が装置配置
領域３，５３、すなわち作業者の作業操作領域に
入りにくくなつており、また、作業領域６の空気
のほとんどは浄化ユニツト１５の吹出口１３から
出る空気で占められ、またその清浄度は装置配置
領域３と近似しているため、たとえ作業者の移動
による乱流が生じたとしても装置配置領域３，５
３の清浄度は高く維持され、ワークすなわち半導
体ウエハの汚染が防止される。また、保全室４，
５４にも直接給気ダクト１８から清浄な空気が一
部送り込まれるが、保全室４，５４の清浄度は作
業領域６の排気空気の多量導入によつて維持さ
れ、たとえば100程度に維持されるようになつて
いる。また、前記作業領域６の清浄化機構、すな
わちフイルタ１９から供給される空気は、作業に
よつて排気される空気の補充以外に、室内の温
度、湿度等のコントロールの役割を果たす。した
がつて、空気の供給量等は作業目的に合わせて決
定する。

このような実施例によれば、処理装置２，５２
の周辺はクラス100〜10に維持されるとともに、
作業者が動きまわる作業領域６もクラス100に維
持されるため、ワークの汚染は極めて少なくなり
歩留が向上する。また、高い清浄度を必要とする
領域（作業領域）を主として清浄化するだけで、
清浄度が低くてもよい領域（たとえば保全室）は
清浄度が高い領域の循環空気でその清浄度を維持
する構造となつているため、設備の維持管理費は
従来のダウンフロー式に較べて約30〜50％低減で
きる。また、同じ理由により空気調整設備設置面
積も約30％に低減できる。すなわち、本発明によ
れば、保全領域を利用して装置配置領域に対する
空気循環路を形成しているので、短い空気循環路
の形成によつて空気清浄化装置に対する空気の循
環回数を多くし、高清浄度を維持することができ
る。また、ダクトなどの特別な空気循環路を省略
でき、設備面積の低減ならびに省エネルギー化が
図れる。さらに、上述から明らかなように、空気
調整装置からの空気は保全領域を利用した装置配
置領域な循環空気に対して混合される形態となる
ので、装置配置領域の温度制御が正確にでき、か
つ空気調整装置で取り扱う空気量を少なくでき
る。これによつて、さらに省エネルギー化が促進
され、かつ設備面積が低減される。

さらに、本発明によれば、多数の空気清浄化室
を必要とする場合、上述実施例のように共通の作
業領域に対し、その作業領域を挾むように一対の
装置配置領域を配置し、さらにそれらの外側に一
対の保全領域を配置したものを単位設備としたも
のを多数組用意し、これらを互いに隣接して並置
した形態をとることによつて、容易に多数の空気
清浄化室を構成することができるので、特に各種
の工程に必要な多数の空気清浄化室を要求される
半導体製造用空気清浄化設備に適用できるという
効果を有する。

以上のように、本発明の空気清浄化機構によれ
ば、所望空間をそれぞれ所望の清浄度に保つこと
ができるとともに、設備費、維持費を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体製造用
空気清浄化設備の断面図である。 １……建屋、２，５２……処理装置、３，５３
……装置配置領域、４，５４……保全領域、５…
…作業者、６……作業領域、７ａ……区分体（第
一の隔壁）、７ｂ……区分体（第二の隔壁も）、８
……空気清浄化装置、９……背面ダクト、１０…
…気体吹出口、１１……空気吸入口、１２……フ
イルタ、１３……吹出口、１４……フアン、１５
……浄化ユニツト、１６……排気口、１７……連
通口、１８……給気ダクト、１９……フイルタ、
２０……排気ダクト、２１……還流ダクト、２２
……給気分岐管、２３……温度、湿度調節器、２
４……空気調整装置、５７ａ……区分体（二重
壁）、５７ｂ……隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体ウエハを処理する処理装置が配置され
   る装置配置領域と、 前記装置配置領域の一つの側面に配置された第
   一の隔壁と該第一の隔壁に並置された第二の隔壁
   とによつて、前記処理装置のメンテナンスを行う
   ために必要なスペースが区画されて成る保全領域
   と、 作業者が前記処理装置を操作する作業を行うた
   めに、前記装置配置領域の前記保全領域側の側面
   と対向する他の側面に隣接して設けられた作業領
   域と、 前記装置配置領域および前記作業領域のそれぞ
   れへ清浄空気を供給するために設けられた装置配
   置領域用空気清浄化手段および作業領域用空気清
   浄化手段と、 空調空気を前記空気清浄化手段へ供給するため
   の空気調整装置とを有し、 前記空気清浄化手段を通して清浄化された空気
   を、前記装置配置領域および前記作業領域の上方
   から下方に向け、かつ、前記装置配置領域におけ
   る単位面積当たりの流量が前記作業領域における
   単位面積当たりの流量よりも多くなるように流し
   て成り、 前記装置配置領域用空気清浄化手段から前記装
   置配置領域を通過した空気を、前記作業領域の床
   に設けられた排気口を通して前記作業領域の床下
   に導入し、さらにその作業領域の床下から前記装
   置配置領域の床下を介して前記保全領域の下方に
   導入し、前記保全領域を空気路として形成して前
   記保全領域の下方に導入したその空気を前記保全
   領域の下方から上方へ向けて実質的に上昇させる
   ことにより前記装置配置領域用空気清浄化手段へ
   戻して成り、 前記空気調整装置からの空気の一部を、ダクト
   を通して前記作業領域用空気清浄化手段へ導入し
   て成り、 前記空気調整装置からの空気の他の一部を、前
   記作業領域用空気清浄化手段へ導入する空気路と
   分離して、ダクトを通して前記装置配置領域用空
   気清浄化手段へ導入すると共に、前記装置配置領
   域および前記作業領域を通過して前記作業領域の
   床下へ流入する空気の一部をダクトを通して前記
   空気調整装置へ戻して成り、 前記保全領域を通して前記装置配置領域用空気
   清浄化手段へ戻す空気の流量は、前記空気調整装
   置からダクトを通して前記装置配置領域用空気清
   浄化手段へ導入する空気の流量よりも大きくなる
   ように構成されて成ることを特徴とする半導体製
   造用空気清浄化設備。 ２ 前記作業領域の床に設けられた排気口はすの
   こ状とされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の半導体製造用空気清浄化設備。 ３ 前記第一の隔壁の下部には、前記装置配置領
   域の空気の一部を前記保全領域へ導入するための
   排気口が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の半導体製造用空気清浄化設
   備。 ４ 前記作業領域の床下には前記空気調整装置へ
   連通する吸気ダクトの一端側が配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれか一つに記載された半導体製造用空気清
   浄化設備。 ５ 前記作業領域の上部には前記空気調整装置に
   連通した給気ダクトが設けられ、前記空気調整装
   置から前記装置配置領域用空気清浄化手段へ導入
   される空調空気は前記給気ダクトから分岐された
   空気路を通して前記作業領域用空気清浄化手段へ
   導入する空気路と分離された状態で導入されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれか一つに記載された半導体製造用空
   気清浄化設備。