KR100248567B1 - 공기청정장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 공기청정장치는 처리공간내의 공기가 흡인되는 흡인구와, 이 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 처리공간내에 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와, 장치본체의 내부에 설치되고, 처리공간내의 공기를 흡인구로부터 장치본체에 흡인함과 동시에 흡인한 공기를 토출구로부터 처리공간내에 향하여 토출하는 송풍장치와, 장치본체의 내부에 설치되고, 흡인구로부터 흡인된 흡인공기중의 함유되고, 처리공간내의 있어서의 처리에서, 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거장치와, 불순가스 제거장치의 배기쪽에 설치되고, 불순가스 제거장치에 의하여 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거장치를 구비하고 있다.
Description
제 1 도는 본 발명에 대한 공기 청정장치를 가지는 CVD 장치의 사시도.
제 2 도는 제 1 도에 나타낸 CVD 장치의 하우징내에 있어서의 공기순환을 설명하기 위한 도면.
제 3 도는 제 1 도에 나타낸 CVD 장치의 하우징내의 공간을 가로 방향으로부터 본 도면.
제 4 도는 제 1 도에 나타낸 CVD 장치 상부에 배치된 공기 청정장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 처리부 2 : 웨이퍼 보트
3 : 반송기구 4 : 이재기구
5 : 하우징 5A : 공간
5B : 토출구 5D : 유입구
6 : 개구부 7 : 캐리어 10보트
8 : 캐리어 트랜스터 9 : 캐리어 스테이지
10 : 트랜스퍼 스테이지 12 : 제 1 공기 청정장치
13 : 측면덕트 14 : 바닥부 덕트
16 : 제 2 활성탄 필터 17 : 제 2 공기 청정장치
20 : 공기청정부 121 : 제 1 송풍기
122 : 제 1 먼지 제거용 필터 123 : 균압판
165 : 라지에터 171 : 용기
171A : 스리트 172 : 활성탄 필터
173 : 제 4 활성탄 필터 175 : 토출구
W : 웨이퍼 C : 카세트
X : 순환류 Y1: 공기류
Y : 기류 Z : 하강기류
본 발명은 각종처리장치의 처리부 또는 그 주변의 분위기 공기의 청정을 행하는 공기청정장치 및 방법에 관한 것이다.
피처리체에 불순물이 부착하는 일 없이 피처리체를 소정의 피처리상태로 마무리 하기 위하여는 피처리체가 처리되는 처리부나 그 주변의 분위기를 청정화할 필요가 있다. 예를들면, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 반도체 웨이퍼의 표면에 CVD에 의히여 박막을 형성하는 CVD 장치는 반도체 웨이퍼가 반송되고, 처리되는 장치내부의 공기를 송풍팬에 의하여 순환 시키면서 장치내 분위중에 존재하는 불순물을 필터에 의하여 제거하는 공기청정장치를 구비하고 있다. 이것에 의하여 반도체 웨이퍼에 대한 불순물의 부착이 방지되고, 반도체 웨이퍼의 정밀한 성막처리가 행해진다. 즉, 이와같은 공기청정장치를 CVD 장치에 적용한 경우에 대하여 상세하게 설명한다.
CVD 장치 특히, 종래 CVD 장치는 일반적으로 반도체 웨이퍼에 대하여 성막처리등의 처리가 실시되는 원통형상의 처리부와, 처리부내에서 반도체 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 보트와, 웨이퍼보트를 지지하고, 웨이퍼보트를 처리부에 대하여 반입 및 반출하는 반송기구와, 반송기구에 의하여 지지된 웨이퍼 보트에 반도체 웨이퍼를 이재하는 이재기구와, 이들 각기구가 배치되는 공간을 가지는 하우징을 구비하고 있다.
이재기구에 의하여 또는 웨이퍼보트와 함께 하우징내의 공간을 이동하는 반도체 웨이퍼에 대하여 파티클이 부착하지 않도록 하우징내에는 송풍팬과, 파티클등의 먼지를 제거하기 위한 제거용 필터가 배치되고 있다. 송풍팬에 의하여 하우징내의 공간의 후방으로 부터 배치 전방에 향한 기류를 형성하고, 이 기류의 흐름 방향에 제거용필터를 하므로서 청정화된 기류가 항상 하우징내에 형성되고, 반도체 웨이퍼에 대한 파티클의 부착이 방지된다.
최근에는 반도체 웨이퍼가 대구경화하고, 반도체 웨이퍼의 초미세가공이 촉진되어 반도체 웨이퍼에 형성되는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막등의 성막층이 점점 얇게 되고 있다. 이것에 따라서 성막층의 전기적 특성등의 물성관리가 점점 심하게 되고, 처리 분위기중의 미량의 불순물이 성막층의 마무리 상태에 커다란 영향을 미치도록 되었다. 한편 16 DRAM 이상의 미세가공에서는 먼지의 부착현상만으로는 설명을 할수 없는 미립자가 성막층의 표면에 나타난다. 이 미립자에 의하여 성막층의 전기적 특성등의 물성이 노화하고, 수율이 저하한다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명자는 이와같은 문제를 해결하기 위하여 반도체 웨이퍼의 성막층의 전기적 특성의 물성 노화원인으로 된다는 불순물 특히, 처리 분위기중의 불순물 가스의 성분에 대하여 최근의 기기 분석기술을 구사하여 상세하게 분석, 검토한 결과 이와같은 미량의 불순물 가스의 성분이 상술한 미립자 발생형상의 요인인 것을 알아 내었다. 또 CVD 장치의 하우징내의 공기에 포함되는 미량의 불순물 가스의 성분을 정성 분석한 결과, 하우징내의 공기에는 하아드로 카본등의 유기게 화합물이나 링화합물, 보론 화합물등의 미량의 불순가스가 포함되어 있는것이 판명 되었다.
그리하여 본 발명자는 이들 미량의 불순가스의 발생원에 대하여 더 연구한 결과, 이 주된 발생원은 먼저 제거용필터를 구성하는 합성수지 소재이고, 이 합성수지 소재에 잔존하고 있는 미량의 화합물이 하우징내에 발산하여 상술한 불순가스로 되는 것으로 추정된다. 그리고, 이 합성소자 소재에 잔존하는 화합물의 성분과 상술한 가스분석에 의한 불순가스의 성분을 비교한바, 이들 양자의 성분이 일치하는 것을 알수 있었다. 또 이러한 불순가스는 하우징내의 먼지 제거용 필터뿐만아니라, CVD 장치가 배치된 크린룸중으로 부터도 발생하고 있는 것이 판명되었다. 또한 먼지 제거용필터로 부터의 보론 화합물등의 발산을 조장하는 물질이 크린룸중으로 부터 CVD 장치내에 유입하여 오는것도 판명되었다. 즉, 이러한 미량의 불순가스는 먼지 제거용필터로 부터 발산(이 발산은 경우에 따라서는 크린룸중으로 부터 CVD 장치내에 유입하여 오는 물질에 의하여 조장된다.) 하여 하우징내에 배치된 송풍팬에 의하여 처리분위기로 운송되고, 처리과정의 반도체 웨이퍼의 성막층에 부착하여 성막층의 표면에 미립자가 생겨 버린다. 특히 성막 처리후에 반송기구에 의하여 웨이퍼 보트를 처리부로 부터 반출할때에는 웨이퍼 보트로 부터 복사열에 의하여 하우징내부의 온도가 현저하게 상승하고, 이에 따라서 먼지 제거용필터의 온도도 상승하여 먼지 제거용필터로 부터의 불순가스의 발산이 조장됨과 동시에 상막 처리후의 성막층은 고온에서 화학적으로 활성하기 때문에 이들 2 개의 요인에 의하여 성막층의 표면에 미립자가 생기기 쉽다.
본 발명의 목적은 피처리체의 처리에 악영향을 미치는 불순물가스와 파티클의 양자를 제거 할수가 있는 공기청정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이하의 공기청정장치에 의하여 달성된다. 즉, 이 공기 청정장치는 처리공간내의 공기가 흡인되는 흡인구와 이 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 처리공간내에 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와, 장치본체의 내부에 설치되고, 처리공간의 공기를 흡인구로부터 장치본체내에 흡인함과 동시에 이 흡인된 공기를 토출구로 부터 처리 공간내에 향하여 토출하는 송풍수단과, 장치본체의 내부에 설치되고, 흡인구로 부터 흡인된 흡인공기중에 포함되고, 처리공간에 있어서 처리에서 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순 가스 제거수단과, 불순 가스제거수단의 배기쪽에 설치되고, 불순가스 제거수단에 의하여 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단을 구비하고 있다.
또 공기 청정장치는 처리공간의 외부 공기가 흡인되는 흡인구와 이흡인구를 통하여 흡인된 공기가 처리공간내에 토출하는 토출구를 가지는 장치본체를 구비하고, 처리공간의 외부공기를 청정한후에 처리 공간내에 공급되어도 좋다.
이 구성에서는 불순 가스 제거수단이 바람직 한것은 활성탄 필터이고, 이 활성탄 필터에 의하여 불순가스가 제어되고, 활성탄필터에 의하여 제거되지 않은 파티클 또는 활성탄 필터에서 발생되는 파티클이 먼지 제거용필터에 의하여 제거되기 때문에 처리공간내의 공기가 항상 청정한 상태로 유지된다. 또 실제로 불순가스 제거된 처리공간내에서 반도체 웨이퍼를 성막처리한바, 성막층이 표면에 있어서의 미립자의 발생이 크게 억제되었다. 또 처리공간이 고온으로 되고, 공기 청정장치에 흡인되는 공기가 고온인 경우를 고찰하여 공기청정장치내 특히 활성탄필터의 흡인 상류쪽에 라지에터등의 공기냉각수단을 설치하는 것이 바람직하다. 이것은 가열된 공기가 활성탄 필터에 맞닿으면, 활성탄 필터가 활성화되어 활성탄 필터의 수명이 짧게 되어 버리기 때문이다.
또 파티클 제거수단은 유리섬유 또는 금속계 또는 세라막계의 소재로 되는 방진용 필터인것이 바람직하다. 특히 금속계 또는 세라믹계의 소재에 의하여 방진용 필터를 형성하면, 방진용 필터로 부터의 불순가스의 발산을 적극 방지 할수가 있다. 또 열에 의하여 조장되는 방진용필터로 부터의 불순가스의 발생은 상술한 공기 냉각수단에 의하여 크게 억제된다.
이하 도면을 참조 하면서 본 발명의 1 실시예를 설명한다. 처리장치의 1 예인 CVD 장치의 구성이 제 1 도에 나타나 있다. 이 CVD 장치는 예를들면, 상단부가 폐색되고, 하단부가 개구한 통형상의 처리부(1)와, 복수의 반도체 웨이퍼(피처리체) (W)가 종방향에 소정간격으로 재치되고, 반도체 웨이퍼(W)를 처리부(1)내에서 수평으로 유지하는 웨이퍼보트(2)와, 웨이퍼보트(2)를 처리부(1)에 대하여 반입 및 반출하는 반송기구(3)와, 반송기구(3)에서 지지된 웨이퍼 보트(2)와 예를들면, 20매의 반도체 웨이퍼(W)를 수납할 수 있는 웨이퍼 카세트(C)와의 사이에서 반도체 웨이퍼 (W)를 주고 받고하는 이재기구(4)(이하 웨이퍼 트랜스퍼 4 라함)와, 이들의 각 기기가 배치된 공간(5A)를 가지는 하우징(5)을 구비하고 있다. 하우징(5)이 전면에는 도시하지 아니한 도어에 의하여 개폐가능한 개구부(6)가 형성되어 있고, 이 개구부(6)로부터 도시하지 아니한 반송부를 통하여 하우징(5)내에 반도체 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 카세트(C)가 반입 및 반출된다. 개구부(6)의 안쪽에는 반도체 웨이퍼(W)를 수직으로 유지하는 상태에서 2개의 하우징 카세트(C)를 재치하는 캐리어 IO 보트(7)가 설치되어 있다. 캐리어 IO 보트(7)에는 후술하는 바와같은 공기가 하우징(5)내의 위쪽으로 부터 아래쪽으로 흐르는 유통로가 형성되어 있다. 또한 캐리어 IO보트(7)에는 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플래트를 이용하여 하우징 카세트(C)내의 반도체 웨이퍼(W)를 소정방향으로 갖쳐진 웨이퍼 정렬기구(도시않됨)와, 웨이퍼 카세트(C)를 90°회전시키어 반도체 웨이퍼(W)를 수평-수직 변환하는 수평-수직 변환기구(도시않됨)가 설치되어 있다. 따라서 웨이퍼 카세트(C)내의 반도체 웨이퍼(W)는 웨이퍼 정렬기구에 의하여 소정방향으로 갖추어진후 수평-수직 변환기구에 의하여 수평으로 배치된다.
캐리어 IO보트(7)의 안쪽에는 캐리어 트랜스퍼(8)가 설치되고, 이 캐리어 트랜스퍼(8)에 의하여 그 안쪽에 설치된 선반 형상의 캐리어 스테이지(9)에 대하여 웨이퍼 카세트(C)가 이재된다. 캐리어 스테이지(9)는 예를들면 8개의 웨이퍼 카세트(C)를 종방향 및 횡방향으로 수납할 수 있고, 처리부(1)에서 미리 처리된 반도체 웨이퍼 또는 처리실(1)에서 처리되어야할 반도체 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 카세트(C)를 보관 하도록 구성되어 있다.
캐리어 스테이지(9)의 아래쪽에는 트랜스퍼 스테이지(10)가 설치되어 있고, 이 트랜스퍼 스테이지(10)와 캐리어 스테이지(9)와의 사이에서 웨이퍼 카세트(C)가 캐리어 트랜스퍼(8)를 통하여 주고 받게 된다. 또한 반도체 웨이퍼(W)는 웨이퍼 트랜스퍼(4)에 의하여 트랜스퍼 스테이지(10)에 이재된 웨이퍼 카세트(C)와 반송기구(3)에서 지지된 웨이퍼 보트(2)와의 사이에서 주고받게 된다. 즉, 웨이퍼 트랜스퍼(4)는 처리전의 반도체 웨이퍼(W)를 트랜스퍼 스테이지(10)상의 웨이퍼 카세트(C)로부터 순차 취출하여 웨이퍼 보트(3)로 이재하고, 또 처리후의 반도체 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(2)로부터 순차 취출하여 트랜스퍼 스테이지(10)상의 웨이퍼 카세트(C)내에 이재한다.
제 2 도 및 제 3 도에 나타낸 바와같이 CVD 장치는 하우징(5)의 양쪽에 토출구(5B)와 흡인구(5C)를 가지는 제 1 공기 청정장치(12)를 구비하고 있다. 제 1 공기청정장치(12)는 하우징(5)의 공간(5A)의 1면, 구체적으로는 하우징(5)의 좌측의 단면 개구부(토출구)(5B)에 설치된 한쪽 외문 메인티넌스용 도어를 겸하는 2개의 공기 청정부(20),(30)와, 하우징(5)의 우측의 측면 개구부(흡인구)(5C)에 배치된 측면 덕트(13)와, 공간(5A)의 바닥부에 설치된 바닥부 덕트(14)에 의하여 장치본체가 구성되어 있다. 제 3 도에 나타낸 바와같이 흡인구(5C)에 근처 바닥부 덕트(14)의 부위에는 흡인구(5C)로 부터 공기를 흡인하여 송풍하는 제 1 송풍기(121)가 설치되어 있다. 공기 청정부(20),(20)는 도어를 구성하는 용기와, 용개내부와 바닥부 덕트(14)내부를 연결하여 통하는 개구부(12B)와, 용기내에 설치된 제 1 송풍기(12)에 의하여 덕트부(12A)를 통하여 송풍되는 공기가 통과하는 사이에 이 공기에 포함되는 파티클을 제거하는 예를들면, HEPA 필터로 되는 제 1 먼지 제거용필터(122)와, 제 1 먼지 제거용필터(122)의 안쪽에 극간()을 통하여 병렬로 되고, 전면으로 부터 먼지 제거후의 공기를 우측의 측면 개구부(5C)에 설치된 측면 덕트(13)에 향하여 균등하게 송풍하도록 다수의 구멍(123A)이 형성된 균압판(123)를 구비하고 있다.
제 2 도에 나타낸 바와같이 측면덕트(13)의 안쪽에는 공기 청정부(20)로 부터의 공기가 통과하는 스리트(13A)(흡인구)가 형성되어 있다. 측면 덕트(13)와 공기청정부(20),(20)라는 것은 각각 하부이고, 공간(5A)의 바닥부에 설치된 바닥부 덕트(14)에 의하여 연결하여 통하고, 바닥부 덕트(14)와 공기 청정부(20)의 덕트부(12A)와 측면 덕트(13)에 의하여 공기의 순환 경로가 형성되어 있다. 따라서 공기 청정부(20),(20)는 하우징 (5)내에 보내진 공기를 측면 덕트(13)와 바닥부덕트(14)를 통하여 공간(5A)내에서 환원시켜 공간(5A)내에서 수평방향의 순환류(X)를 형성하고, 공기가 순환하는 사이에 공기중에 존재하는 파티클을 제 1 먼지 제거용필터(122)에 의하여 반복하여 먼지제거하여 항상 청정화한 공기의 순환류(X)를 형성한다.
측면 덕트(13)의 외면에는 스리트(도시않됨)가 형성되어 있고, 이 스리트로 부터 순환공기의 일부가 배기된다. 한편 후술하는 바와 같이 하우징(5)의 상면에는 메시형상의 메탈로 형성된 공기 유입구(5D)가 형성되고, 이 공기 유입구(5D)로 부터 배기분에 상당하는 공기가 CVD 장치가 배치되는 크린룸(도시않됨)으로 부터 받아 들여지고, 순환류(X)의 공기가 보충된다. 따라서 하우징(5)내의 압력이 항상 일정상태로 유지된다. 즉, CVD 장치는 하우징(5)내에 순환류(X)가 하우징(5)내부의 공기를 주체로 하여 형성되고, 순환류(X)의 일부가 공기 유입구(5D)와 측면 덕트(13)의 스리트를 통하여 교체 되도록 구성되어 있다. 또 공기유입구(5D)의 상부에는 후술하는 제 2 공기 청정장치(17)를 형성하는 활성탄(172)이 설치되어 있고, 이 활성탄 필터(172)를 통하여 크린룸으로 부터의 공기가 CVD 장치의 하우징(5)내에 공급된다. 또 바닥부 덕트(14)내에는 반송기구(3)나 웨이퍼 트랜스퍼(4)등을 구동제어 하는 제어장치와 배선부재가 수납되어 있다. 바닥부 덕트(14)의 내부에는 제 1 활성탄 필터(15)와 제 2 활성탄 필터(16)가 설치되어 있다. 제1활성탄 필터(15)와 제2활성탄 필터(16)의 흡인 상류쪽에는 순환하는 공기를 냉각하기 위한 라지에터(165)가 설치되어 있다. 또한 라지에터(165)의 흡인 상류쪽에는 상술한 제 1 송풍기(121)가 설치되어 있다. 활성탄 필터(15),(16)는 제 1 먼지 제거용필터(12)와 후술하는 제 2 및 제 3의 공기 청정장치(17),(18)의 먼지 제거용필터(174)에서 발생하는 미량의 불순가스(하이드로 카본등의 유기화합물, 링화합물, 보론 화합물등의 가스나, 성막처리시에 생성가스에 기인하는 가스(이하동일)를 흡착하여 하우징(5)의 공간(5A)내의 순환류(X)에 이들 불순물 가스가 혼입하는 것을 방지한다.
이상 설명한 바와같이 제 1 공기청정장치(12)는 바닥부 덕트(14)에 설치된 제 1 송풍기(121)에 의하여 공간(5A)내의 공기를 흡인구(5C)로 부터 흡인하여 재차 이 흡인공기를 공간(5A)으로 송풍할때 웨이퍼 버트(2)로부터 복사열에 의하여 가열된 공간(5A)내의 고온의 공기를 먼저 라지에터(165)에 의하여 냉각한후 이 냉각된 공기중의 미량의 불순가스(제1먼지 제거용필터 122로부터 발산하는 미량의 불순가스와 성막처리에 기인하는 가스)를 바닥부 덕트(14)에 설치된 활성탄 필터(15),(16)에 의하여 흡착제거함과 동시에 덕트부(12A)로 토출된 공기중에 존재하는 파티클(활성필터 15,16으로부터 발생한 파티클도 포함)을 제 1 먼지 제거용필터(122)에 의하여 제거하고, 청정화한 공기를 공간(5A)내에 보내어 순환류(X)를 형성한다.
또 제 1 공기청정장치(12)는, 라지에터(165)에 의하여 활성탄 필터(15),(16)이나 먼지 제거용필터(122)에 고온의 공기가 접촉하는 것을 방지 할수 있으므로 활성탄 필터(15),(16)의 수명을 길게 할수가 있느 동시에 열에 의하여 방진용 필터(122)로부터의 불순가스의 발생이 조장된다는 사태를 회피할수 있다. 또 바닥부 덕트(14)중에는 활성탄 필터(15),(16)와 먼지 제거용필터(122)가 설치되어 있으므로 이들 필터(15),(16),(122)가 웨이퍼 보트(2)로부터의 복사열을 직접 받는 일은 없다. 또 라지에터(165)와 웨이퍼 보트(2)로 부터의 복사열을 직접받는 예를들면, 흡인구(5C)의 부위에 배치히여도 좋다. 또 먼지 제거용필터(122)는 유리섬유나 금속계 또는 세라믹계의 소재에 의하여 형성되어 있다. 특히 금속계 또는 세라믹계의 소재에 의하여 형성되어 있다. 특히 금속계 또는 세라믹계의 소재에 의하여 방진용 필터를 형성하면, 방진용 필터로 부터의 불순가스의 발생을 크게 방지 할수가 있다.
또 제 1 공기 청정장치(12)는 제 1 먼지 제거용필터(122) 상류쪽에 2개의 활성탄 필터(15),(16)가 연속하여 설치되어 있기 때문에 순환류(X)를 형성하는 공기중에 존재하는 불순가스가 활성탄 필터에 접촉하고 있는 시간을 길게 할수가 있고, 활성탄 필터에 의한 불순가스의 제거를 확실하게 할수가 있다.
또 활성탄 필터(15),(16)와 후술하는 제 2 및 제 3 공기청정장치(17),(18)의 각 활성탄 필터(172),(173)는 예를들면 활성탄의 입자를 섬유상태로 하고, 이것을 통기성이 우수한 매트 형상 또는 다수의 가는 구멍이 분산 형성된 시트 형상으로 형성한 것으로 즉 필터로서 기능을 가진다.
한편 하우징(5)의 상류쪽에는 크린룸중에 존재하는 불순 가스 및 파티클이 하우징(5)내에 침입하는 것을 방지하는 제 2 공기 청정장치(17)가 설치되어 있다. 제 4 도에 나타낸 바와같이 제 2 공기 청정장치(17)는 캐리어 스테이지(9)의 배면에 따라 설치되고, 공기 유입구(5D)의 아래쪽에 설치되어 있다.
또 제 3 활성탄 필터(172)가 공기 유입구(5D)의 위쪽에 근접하여 설치되어 있다.
제 2 공기 청정장치(17)는 하우징(5)의 공기 유입구(5A)에 대향하는 스리트(흡인구)(171A)를 가지는 용기(171)(장치본체)와, 용기(171)의 스리트(171A)와 공기 유입구(5A)를 통하여 크린룸으로 부터 공기를 소량 집어넣고 이 공기를 캐리어 스테이지(9)에 향하여 개구하는 토출구(175)와 송풍하는 제 2 송풍기(172)와, 토출구(175)의 상류쪽에 설치되고, 제 2 송풍기(172)에 의하여 송풍되는 공기중의 미량의 불순가스를 흡착하여 제거하는 제 4 활성탄 필터(173)와, 제 4 활성탄 필터(173)를 통과한 공기로 부터 파티클을 제거하는 제 2 먼지 제거용필터(174)를 구비하고, 미량의 불순가스 및 파티클이 제거된 공기를 제 2 도 및 제 4 도에 나타낸 바와같이 캐리어 스테이지(9)에서 보관된 반도체 웨이퍼(W)으로 송풍하여 기류(Y)를 형성하도록 구성되어 있다. 하우징(5)의 전면에서 반사되어 돌아온 공기류(Y1)은 용기(171)의 양쪽면에 형성된 스리트(171B)를 통하여 제2 송풍기(172)로 부터 용기(171)내에 흡인된다. 이것에 의하여 제 2 먼지 제거용필터(174)로 부터 발산한 불순 가스가 제 4 활성탄 필터(173)에 의하여 흡착제거된다.
이상 설명한 구성에 의하면, 제 2 먼지 제거용필터(174)의 상류쪽에 2개의 활성탄 필터(172).
(173)가 연속하여 설치되어 있으므로 흡인되는 크린룸중의 공기에 존재하는 불순가스가 활성탄 필터에 접촉하고 있는 시간을 길게 할수가 있고, 활성탄 필터에 의한 불순가스의 제거를 확실하게 할수가 있다.
기류(Y)의 하류쪽에서 캐리어 IO보트(7)의 위쪽에는 제 3 공기청정장치(18)가 설치되어 있다. 제 3 공기청정장치(18)는 기류(Y)의 대부분을 흡인하여 하강기류(Z)을 형성한다. 제 3 공기청정장치(18)는 제 3 송풍기와, 제 5 활성탄 필터와, 제 5 활성탄 필터의 하류쪽에 설치된 제 3 먼지 제거용필터(어느것도 도시않됨)를 구비하고 있고, 이 구성이 제 2 공기청정장치(17)와 동일하다. 제 3 공정청정장치(18)는 하강기류(Z)중에 포함된 제 2 먼지 제거용필터(174)로 부터 발산된 미량의 불순가스 및 잔존하는 파티클을 제거하고, 청정화한 공기를 캐리어 IO보트(7)를 경유시키어 개구부(14A)로 부터 바닥부 덕트(14)내로 송풍하여 측면덕트(13)로 부터 환류하는 공기에 합류 시키도록 구성되어 있다. 또 제 3 공기청정장치(18)의 제 3 먼지 제거용필터로 부터 발산하는 불순가스는 바닥부 덕트(14)의 제 1 활성탄 필터(15)에 의하여 흡착 제거된다.
다음에 상기 구성의 공기 청정기구를 가지는 CVD 장치의 동작에 대하여 설명한다.
CVD 장치를 사용하여 예를들면, 8 인치의 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 성막처리등의 처리를 실시하는 경우에는 먼저 반도체 웨이퍼(W)의 처리내용에 따라서 처리부(1)가 소정온도로 가열되고, 제 1 내지 제 3 공기청정 장치(12),(17),(18)가 구동된다. 공기 청정장치(12),(17),(18)에 의하여 하우징(5)내에 제 2 도에 나타낸 화살표 방향의 순환류(X),(Y),(Z)가 형성된다. 그후 반송로보트에 의하여 반도체 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 카세트(C)가 2개 캐리어 IO 보트(7)의 소정위치로 이재된다. 캐리어 IO보트(7)에 이재된 웨이퍼 카세트(C)내의 반도체 웨이퍼(W)는 웨이퍼 정렬기구와 수평-수직 변환기구에 의하여 소정의 방향으로 갖추어지고, 수평상태로 세트된다. 이상태에서 웨이퍼 카세트(C)는 캐리어 트랜스퍼(8)에 의하여 캐리어 스테이지(9)로 이재된다. 이 동작이 수회 반복되어 캐리어 스테이지(9)에 웨이퍼 카세트(C)가 소정위치만큼 수납된후, 개구부(5)의 도시하지 아니한 도어가 닫혀진다.
그후 캐리어 트랜스퍼(8)에 의하여 캐리어 스테이지(9)내의 웨이퍼 카세트(C)가 트랜스퍼 스테이지(10)로 이재되면, 웨이퍼 트랜스퍼(4)에 의하여 트랜스퍼 스테이지(10)상의 웨이퍼 카세트(C)내의 반도체 웨이퍼(W)가 순차 웨이퍼 보트(2)로 이재된다. 소정개수의 반도체 웨이퍼(W)가 반도체 보트(2)로 이재되면, 반송기구(3)가 구동되어 웨이퍼 보트(2)가 처리부(1)내에 반송되고, 소정온도의 소정 분위기하에서 반도체 웨이퍼(W)가 소정시간 만큼 처리된다. 반도체 웨이퍼(W)의 처리가 완료되면, 상술한 것과는 역순으로 반도체 웨이퍼(W)가 처리부(1)로 부터 반송된다.
반도체 웨이퍼(W)의 처리공정시에 제 1 공기 청정장치(12)가 구동되면, CVD 장치의 하우징(5)내에는 제 1 공기 청정장치(12)에 의하여 순환류(X)가 형성된다. 이것에 의하여 하우징(5)내에는 항상 청정화된 공기가 순환되고, 미량의 파티클이나 불순가스의 반도체 웨이퍼(W)에 대한 부착이 방지된다. 즉, 제 1 송풍기(121)가 구동되어제 1 송풍기(12)에 의하여 하우징(5)의 바닥부 덕트(14)로 부터 공기가 흡인되면, 이 공기는 제 1 활성탄 필터(15)를 통과하여 공기 청정부(20)내의 덕트부(12A)에 유입한다. 이때 바닥부 덕트(14)로 부터 덕트부(12A)내에 흡인되는 공기중의 미량의 불순가스는 제 1 활성탄 필터(15)에 의하여 흡착제거된다. 그후 공기 청정부(20)내에 유입한 공기가 제 1 먼지 제거용필터(122)를 통과하는 사이에 제 1 먼지 제거용필터(122)에 의하여 미량의 파티클이 제거된다. 제 1 활성탄 필터(15)와 제 1 먼지 제거용필터(122)에 의하여 청정화된 공기는 제 1 먼지 제거용필터(122)의 하류쪽에 위치하는 균압판(123)에 의하여 공간(5A)전체에 균등하게 보내지고, 스리트(13A)로부터 측면덕트(13)내에 보내진다. 측면 덕트(13)내에 유입한 공기의 대부분은 측면덕트(13)의 하부를 통하여 제 2 활성탄 필터(16)를 통과하여 바닥부 덕트(14)로 환류되어 공간(5A)내의 순환류(X)를 형성한다.
이때 제 1 먼지 제거용필터(122)로 부터 발산된 미량의 불순가스 및 성막처리에 기인하는 미량의 생성가스가 제 2 활성탄 필터(16)에 의하여 환류 공기중으로 부터 흡착제거 된다.
이와같이 공간(5A)내에 불순가스 및 파티클이 제거된 청정한 공기의 순환류(X)가 형성되는 것에 의하여 공간(5A)내를 이동하는 반도체 웨이퍼(W)에 대한 불순 가스 및 파티클의 부착이 방지되기 때문에 특히 불순가스에 기인한다고 생각되는 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성의 노화가 크게 억제된다.
한편 순환류(X)를 형성하는 공기는 측면 덕트(13)에서 일부 배기된다. 측면 덕트(13)로 부터 배기된 공기량에 상당하는 공기가 제 2 공기 청정장치(17)에 의하여 크리룸으로 부터 보충된다. 즉, 제 2 송풍기(172)가 구동되면, 하우징(5)의 공기 유입구(5D)와 용기(171)의 스리트(171A)를 통하여 크린룸으로 부터 공기가 들어온다. 크린룸으로 부터 들어온 공기는 제 2 송풍기(172)에 의하여 캐리어 스테이지에 향하여 송풍되고, 하우징(5)의 전면에 향한 기류(Y)를 형성한다. 기류(Y)의 일부는 하우징(5)의 전면으로 부터 기류(Y1)으로 돌아오고, 스리트(171B)로 부터 용기(171)내에 재차 흡인되어 크린룸으로 부터 공기와 합류한다. 그러나 기류(Y)의 대부분은 제 3 공기 청정장치(18)의 흡인동작에 의하여 아래쪽으로 안내되어 하강기류(Z)를 형성한다.
이 하강기류(Z)가 제 3 공기 청정장치(18)를 통과하는 사이에 하강기류(Z)에 미량 포함되는 불순가스나 잔존 파티클이 제 5 활성탄 필터와 제 3 먼지 제거용필터에 의하여 제거된다. 그후 청정화된 하강기류(Z)는 바닥부 덕트(14)내로 보내지고, 측면덕트(13)로 부터 바닥부 덕트(14)내에 향하여 환류하는 청정한 순환류(X)와 합류한다. 바닥부 덕트(14)에서 합류하는 다른방향의 청정한 기류(하강기류 Z와 순환류 X)는 한방향의 청정화된 순환류(X)를 형성한다.
이상 설명한 바와같이 본 실시예의 공기정화장치를 가지는 CVD 장치는 하우징(5)의 공간(5A)에 순환류(X)를 중심으로 한 기류를 형성하고, 이 기류에 의하여 하우징(5)내의 공기를 끊임없이 순환시켜 그 공기중의 파티클이나 불순 가스를 제거하도록 구성되어 있다. 즉, 제 1 내지 제 3 공기청정장치(12),(17),(18)설치된 먼지 제거용필터(122),(174)에 의하여 공기중의 파티클이 제거되고, 활성탄 필터(15),(16),(172),(173)에 의하여 먼지 제거용필터(122),(174)로 부터 발생하는 불순가스나 성막처리에 기인하는 가스등이 제거된다. 따라서 반도체 웨이퍼(W)에 있어서 유해로 되는 미량의 불순가스나 파티클이 하우징(5)내에 존재하는 반도체 웨이퍼(W)에 부착하는 것을 방지할 수 있고, 이에 의하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 및 그 성막층의 표면의 전기적 특성의 노화가 방지되고, 수율이 향상한다.
특히, 본 실시예에 의하면, 제 1 공기청정장치(12)에 의하여 공간(5A)에서 공기 순환의 중심으로 되는 순환류(X)가 형성되고, 제 1 공기청정장치(12)의 활성탄 필터(15),(16)에 의하여 파티클과 불순물이 제거되어 처리직후의 고온에서 화학적으로 활성한 성막층으로 불순물 가스의 부착이 방지된다. 따라서 불순가스와 성막층과의 화학 반응이 방지되기 때문에 미립자가 발생현상이 발생되지 않고, 성막층의 전기적 특성의 물성의 노화가 크게 억제 또는 방지된다.
또 본 발명에서는 상기 실시예에 하등 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 아니하는 한 모든 발명에 포함된다. 특히 본 실시예에서는 활성탄 필터가 매트형상 또는 다수의 가는구멍이 분산 향성된 시트형상으로 형성되어 있으나, 본 발명에 사용되는 활성탄 필터는 통기성을 가지며, 불순가스를 흡착할수 있는 것이면 좋고, 그 형상은 특히 제한되는 것은 아니다. 특히 활성탄 필터의 부착 개수 및 설치부위는 처리장치가 배치되는 상태나 처리장치의 구조에 따라서 적절 설정 할수가 있다.
Claims (20)
- 처리공간내의 공기가 흡인되는 흡인구와, 상기 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 피처리공가내로 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와 ;상기 본체의 내부에 설치되고, 처리공간내의 공기를 상기 흡인구로부터 장치본체내에 흡인함과 동시에 이 흡인한 공기를 상기 토출구로부터 처리공간내에 향하여 토출하는 송풍수단과 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 상기 흡인구로부터 흡인된 흡인공기중에 함유되고 처리공간의 처리에서 유해하게 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과 ;상기 불순가스 제거수단의 배기쪽에 설치되고, 불순가스 제거수단에 의하여 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단으로 구성된 공기청정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 불순가스 제거수단이 활성탄 필터인 공기청정장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 불순가스 제거수단이 유기계의 가스와 인화합물 및 보론 화합물로부터 발산한 가스를 제거하는 활성탄 필터인 공기청정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 파티클 제거수단이 유리 섬유로 되는 먼지제거용 필터인 공기청정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 파티클 제거수단이 금속계 또는 세라믹계의 소재로 되는 먼지 제거용 필터인 공기청정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 흡인구로부터 흡인공기가 상기 불순가스 제거수단에 도달하기 전에 이 흡인공기를 냉각하는 공기냉각수단이 더욱 포함하여 구성된 공기청정장치.
- 처리공간의 외부공기가 흡인되는 흡인구와, 상기 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 피처리공간내로 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와 ;상기 장치 본체의 내부에 설치되고 처리공간의 외부의 공기를 상기 흡인구로부터 장치본체내로 흡인함과 동시에 이 흡인한 공기를 상기 토출구로부터 처리공간내에 향하여 토출하는 송풍수단과 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 처리공간의 외부로부터 상기 흡인구를 통하여 흡인된 흡인공기중에 함유되고 처리공간에 있어서의 처리에서 유해하게 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과 ;상기 불순가스 제거수단의 배기쪽에 설치되고 불순가스 제거수단에 의하여, 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단으로 구성된 공기청정장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 불순가스 제거수단이 활성탄 필터인 공기청정장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 파티클 제거수단이 유리섬유로 되는 먼지제거용 필터인 공기청정장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 파티클 제거수단이 금속계 또는 세라믹계의 소재로 되는 먼지제거용 필터인 공기청정장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 장치본체의 외부에 설치되고, 처리공간의 외부공기를 상기 장치본체의 흡인구로부터 흡인하기전에 처리공간의 외부공기중에 함유되고 처리공간에 있어서의 처리에서 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단이 더욱 포함하여 구성된 공기청정장치.
- 피처리체가 처리되는 처리부를 수납하는 하우징내에 설치되고, 하우징내의 공기가 흡인되는 흡인구와, 상기 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 하우징내로 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 하우징내의 공기를 상기 흡인구로부터 장치본체내의 흡인함과 동시에, 이 흡인한 공기를 상기 토출구로부터 하우징내에 향하여 토출하는 송풍수단과 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 상기 흡인구로부터 흡인된 흡인공기중에 함유되고 피처리체의 처리에 의하여 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과;상기 불순가스 제거수단의 배기쪽에 설치되고, 불순가스 제거수단에 의하여 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단과 ;상기 흡인구로부터 흡인된 흡인공기가 상기 불순가스 제거 수단에 도달하기 전에 이 흡인공기를 냉각하는 공기 냉각수단으로 구성된 공기청정장치.
- 피처리체가 처리되는 처리부를 수납하는 하우징내에 설치되고, 하우징 외부의 공기가 흡인되는 흡인구와, 상기 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 하우징내로 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 하우징 외부의 공기를 상기 흡인구로부터 장치본체내로 흡인함과 동시에, 이 흡인한 공기를 상기 토출구로부터 하우징내에 향하여 토출하는 송풍수단과 ;상기 장치본체의 내부에 설치되고, 하우징의 외부로부터 상기 흡인구를 통하여 흡인된 흡인공기중에 함유되고 피처리체의 처리에 의하여 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과 ;상기 불순가스 제거수단의 배기쪽에 설치되고, 불순가스 제거수단에 의하여 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단으로 구성된 공기청정장치.
- 피처리체가 처리되는 처리부와 ;상기 처리부를 수납하는 하우징과 ;상기 하우징내에 설치되고, 하우징의 내부에서 공기의 순환류를 형성하는 송풍수단과 ;상가 하우징의 내부에서 순환하는 공기중의 파티클을 제거하는 파타클제거수단과;상기 하우징의 내부에서 순환하는 공기중에 존재하고 피처리체의 처리에 의하여 유해하게 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과 ;공기의 순환류가 상기 불순가스 제거수단 및 파티클 제거수단에 도달하기 전에 이 순환류를 형성하는 공기를 냉각하는 공기냉각수단으로 구성된 처리장치.
- 제 14 항에 있어서, 상기 불순가스 제거수단이 하우징의 내부에서 순환하는 순환류의 상류쪽에 설치되고, 파티클 제거수단이 순환류의 하류쪽에 설치되어 있는 처리장치.
- 제 14 항에 있어서, 상기 불순가스 제거수단이 활성탄 필터인 처리장치.
- 피처리체가 처리되는 처리부와 ;상기 처리부를 수납하는 하우징과 ;상기 하우징내에 배치되고 하우징의 내부에서 공기의 순환류를 형성함과 동시에 순환하는 공기중의 파티클과 피처리체의 처리에 의하여 유해하게 되는 불순가스를 제거하는 공기청정장치로 구성되고,상기 공기청정장치는 상기 하우징내에 공기가 흡인되는 흡인구와, 상기 흡인구를 통하여 흡인된 공기가 하우징내로 토출되는 토출구를 가지는 장치본체와, 상기 장치본체의 내부에 설치되고 하우징내의 공기를 상기 흡인구로부터 장치본체내로 흡인함과 동시에 이 흡인한 공기를 상기 토출구로부터 하우징내에 향하여 토출하는 송풍수단과, 상기 장치본체의 내부에 설치되고 상기 흡인구로부터 흡인된 흡인공기중에 함유되고 피처리체의 처리에 있어 유해하게 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거수단과, 상기 불순가스 제거수단의 배기쪽에 설치되고 불순가스 제거수단에 의하여, 불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거수단을 구비하고 있는 처리장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 공기청정장치가 3개 설치되고, 이들 각 공기청정장치에 의하여 X방향, Y방향, Z방향의 각 순환류가 형성되는 처리장치.
- 처리공간내의 공기를 흡인하는 흡인공정과 ;흡인된 처리공간내의 흡인공기중에 함유되고 처리공간에 있어서의 처리에 의하여, 유해로 되는 불순가스를 활성탄 필터에 의하여 제거하는 불순가스 제거공정과 ;불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거공정과 ;불순가스와, 파티클이 제거된 흡인공기를 처리공간내에 향하여 토출하는 토출공정으로 이루어지는 공기청정방법.
- 처리공간내의 공기를 흡인하면서, 토출하여 처리공간내에 순환류를 형성하는 송풍공정과 ;처리공간내에서 순환하는 공기중에 함유되고, 처리공간내에서의 처리에 의하여 유해로 되는 불순가스를 제거하는 불순가스 제거공정과 ;불순가스가 제거된 흡인공기중의 파티클을 제거하는 파티클 제거공정으로 이루어지는 공기청정방법.
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