JPH0350939B2 - - 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、斜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、こ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、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一つの側面に隣
接して設けられた作業領域と、前記装置配置領域
の前記保全領域側の側面と対向する側面側に隔壁
を介して設けられ、かつ、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を有するよう
に壁部によつて区画された保全領域と、前記保全
領域の下方から上方に沿つて延在し、その延在す
る中空部の一部に空気調和ができる調節器を内蔵
するダクトと、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、前記保全領域と前記調節器を内
蔵するダクトとを空気路として用いることによつ
て、前記保全領域の下方に導入したその空気を前
記保全領域および前記調節器を内蔵するダクトの
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
領域および前記調節器を内蔵するダクトを通して
前記装置配置領域用空気清浄化手段へ戻す前記空
気と、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前記空
気とは、前記装置配置領域用空気清浄化手段への
導入部において所定流量の割合に混合されて成る
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には保全領域（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から空気を吸
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から清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、本発明によれば、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においては排気口
１６から出た空気は、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、たとえばクラス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
置領域の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、その作業領域を狭むように一対の
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。

また、装置配置領域５３に配置される処理装置
５２が発熱しても、局部的に位置させた調節器２
３によつて温度調節ができるので、装置配置領域
５３の温度を精度よく調整することができる。

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、温度に保
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、 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一つの側面に隣接して
   設けられた作業領域と、 前記装置配置領域の前記保全領域側の側面と対
   向する側面側に隔壁を介して設けられ、かつ、前
   記処理装置のメンテナンスを行うために必要なス
   ペースを有するように壁部によつて区画された保
   全領域と、 前記保全領域の下方から上方に沿つて延在し、
   その延在する中空部の一部に空気調和ができる調
   節器を内蔵するダクトと、 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、前記保全領域と前記調節器を内蔵するダ
   クトとを空気路として用いることによつて、前記
   保全領域の下方に導入したその空気を前記保全領
   域および前記調節器を内蔵するダクトの下方から
   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、 前記保全領域および前記調節器を内蔵するダク
   トを通して前記装置配置領域用空気清浄化手段へ
   戻す前記空気と、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
   する前記空気とは、前記装置配置領域用空気清浄
   化手段への導入部において所定流量の割合に混合
   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 前記隔壁の下部には、前記装置配置領域の空
   気の一部を前記調節器を内蔵するダクトへ導入す
   るための排気口が設けられて成ることを特徴とす
   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成
   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。