WO2004023046A1 - 半導体処理システム用の気体清浄化装置 - Google Patents

Abstract

半導体処理システムの作業空間のために使用される気体清浄化装置（１５）は、作業空間（５）と連通する気体通路を規定する部材（１９）を含む。気体通路内には、気体を送る送風機（１６）が配設される。送風機（１６）は、気体を送る方向に対して直角な断面において面内不均一な風速分布を発生させる特性を有する。送風機（１６）の上流または下流に位置するように気体通路内に整流部材（１８）が配設される。整流部材（１８）は、送風機の面内不均一な風速分布を補償するように設定された面内不均一な開口率を有する。ここで、整流部材（１８）の開口率の低い位置が、送風機（１６）の風速の高い位置に対応する。送風機（１６）及び整流部材（１８）の下流に位置するように気体通路内にフィルタ部（１７）が配設される。フィルタ部（１７）は気体中のパーティクルを除去する機能を有する。

Description

明 細 書

半導体処理システム用の気体清浄化装置

技術分野

本発明は、 半導体処理システムの作業空間のために使用さ れる気体清浄化装置と、 同装置を使用 した半導体処理システ ムに関する。 なお、 こ こで、 半導体処理と は、 半導体ウェハ や L C D基板等の被処理基板上に半導体層、 絶縁層、 導電層 等を所定のパターンで形成する こ と によ り 、 該被処理基板上 に半導体デバイ スや、 半導体デバイスに接続される配線、 電 極等を含む構造物を製造するために実施される種々 の処理を 意味する。

背景技術

半導体装置の製造においては、 被処理基板例えば半導体ゥ ェハに、 例えば成膜処理やエッチング処理等の各種の半導体 処理を行う 。 これらの半導体処理を実行するシステム と して、 例えば真空処理装置な どを含む半導体処理システムが用いら れている。 この種の半導体処理システムにおいては、 例えば ウェハに対 して真空雰囲気下で処理を行う場合、 先ず、 カセ ッ ト等の運搬容器に収容された ウェハを常圧 （大気圧） の搬 送室内に取 り込む。 このウェハを位置合わせ等 した後、 ロー ドロ ック室内に搬入し、 ロー ド口 ック室内を真空雰囲気にす る。 次に、 このロー ドロ ック室や真空雰囲気下の搬送室を経 由 してウェハを処理室内に搬入する。 そ して、 この処理室内 において、 真空雰囲気下でこの ウェハに所定の処理を施す。

このよ う な処理システムにおいては、 ウェハに対して歩留 り の低下を招く パーティ クル等が付着する こ と を可能な限り 阻止 しなければな らない。 そこで、 例えば常圧雰囲気下でゥ ェハの搬送等を行う 作業室例えば清浄室や搬送室等の上部に は、 清浄気体供給装置 （気体清浄化装置） が配設される。 気 体清浄化装置は、 送風機と、 その下流に配設された気体フ ィ ルタ部 （エアに使用 される場合はエアフ ィ ルタ部と して機能 する） と を有する。 気体清浄化装置によ り 、 室内にク リ ーン 度の高い清浄空気のダウンフ ロ ーを形成し、 搬送途中のゥェ ハの表面にパーティ ク ル等が極力付着 しないよ う にする。 こ の よ う な技術は、 例えば、 特開平 1 1 _ 6 3 6 0 4号公報、 特願 2 0 0 2 — 1 3 7 6 4 4号に開示される。

図 1 1 は、 従来の気体清浄化装置の一例を示す概略断面図 である。 この装置は、 送風機 1 4 0 と、 この送風機 1 4 0 の 下流に設け られた気体フィ ルタ部 1 4 1 と を有する。 この装 置は、 例えば、 処理システムにおける搬送室等の作業室 1 4 2 の上に配設される。 しかし、 本発明者らの研究によれば、 後述する よ う に、 図 1 1 に示す気体清浄化装置や同装置を用 いた処理システムにおいては、 気体フ ィ ルタ の性能が不安定 になる、 気体フ ィ ルタ の寿命が短く なる、 形成する気体流の 面内均一性が低いな どの問題点が見出されている。

発明の開示

本発明は、 上述の従来技術の問題点の 1 つ或いは複数を解 消する こ と ができ る、 半導体処理システムの作業空間のため に使用される気体清浄化装置と 、 同装置を使用 した半導体処 理システムを提供する こ と を 目 的とする。 本発明の第 1 の視点は、 半導体処理システムの作業空間の ために使用 される気体清浄化装置であって、

前記作業空間 と連通する気体通路を規定する部材と 、 前記気体通路内に配設された気体を送る送風機と 、 前記送 風機は、 前記気体を送る方向に対 して直角な断面において面 内不均一な風速分布を発生させる特性を有する こ と と 、

前記送風機の上流または下流に位置する よ う に前記気体通 路内に配設 された整流部材と 、 前記整流部材は、 前記送風機 の前記面内不均一な風速分布を補償する よ う に設定された面 内不均一な開 口 率を有 し、 こ こで、 前記整流部材の開 口 率の 低い位置が、 前記送風機の風速の高い位置に対応する こ と と 前記送風機及び前記整流部材の下流に位置する よ う に前記 気体通路内に配設さ れフ ィ ルタ部 と 、 前記フ ィ ルタ部は前記 気体中のパーテ ィ ク ルを除去する機能を有する こ と と 、 を具備する。

本発明の第 2 の視点は、 半導体処理システムであって、 被処理基板に対 して半導体処理を施すための処理室と 、 前記被処理基板を取扱 う 作業空間を規定する部材と 、 前記作業空間 と連通する気体通路を規定する部材と 、 前記気体通路内に配設された気体を送る送風機と 、 前記送 風機は、 前記気体を送る方向に対 して直角な断面において面 内不均一な風速分布を発生させる特性を有する こ と と 、

前記送風機の上流または下流に位置する よ う に前記気体通 路内に配設 された整流部材と 、 前記整流部材は、 前記送風機 の前記面内不均一な風速分布を補償する よ う に設定された面 內不均一な開 口率を有し、 こ こで、 前記整流部材の開 口率の 低い位置が、 前記送風機の風速の高い位置に対応する こ と と、 前記送風機及び前記整流部材の下流に位置する よ う に前記 気体通路内に配設されフ ィ ルタ部と、 前記フ ィ ルタ部は前記 気体中のパーティ クルを除去する機能を有する こ と と、 を具備する。

図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の実施の形態に係る、 気体清浄化装置を備 えた半導体処理シス テ ムを示す概略構成図。

図 2 は、 図 1 図示の処理システムの大気搬送室を示す概略 斜視図。

図 3 は、 図 2 図示の大気搬送室に配設された気体清浄化装 置の 1 つを示す断面図。

図 4 は、 図 3 図示の気体清浄化装置の整流部材を示す概略 平面図。

図 5 4ま、 図 3 図示の気体清浄化装置で使用 ·可能な整流部材 の変更例を示す概略平面図。

図 6 は、 図 5 図示の整流部材の断面図。

図 7 は、 図 3 図示の気体清浄化装置のケ ミ カルフ ィ ルタ の 概略を示す平面図。

図 8 は、 本発明の他の実施の形態に係る気体清浄化装置を 示す概略線図。

図 9 は、 本発明の更に他の実施の形態に係る気体清浄化装 置を示す概略線図。

図 1 0 は、 本発明の更に他の実施の形態に係る、 気体清浄 化装置を備えた半導体処理システムを示す概略線図。

図 1 1 は、 従来の気体清浄化装置の一例を示す概略断面図。 図 1 2 は、 パーティ クルフィルタの集塵状態を示す概略断 面図。

発明を実施するための最良の形態

本発明者らは、 本発明の開発の過程において、 図 1 1 に示 す従来の気体清浄化装置や同装,置を用いた処理システムにお ける問題点について研究した。 その結果、 次のよ う な知見を 得た。

図 1 1 に示す装置においては、 送風機 1 4 0 の特性に依存 して、 送風機 1 4 0 の下流に矢印で示すよ う な面内不均一な 風速分布が発生する。 このよ う に送風路の断面における面内 不均一な風速分布は、 特に送風機 1 4 0 がプロペラフ ァ ンで ある場合に顕著に現れる傾向がある。 このプロペラフ ァ ンの 場合、 回転羽根の形状等によっても異なるが、 典型的には、 次のよ う'な-面 ·内不均一な風速分布を形成する。- 即ち-、 回転羽 . 根の羽根部に対応する領域部分の風速が最も強い。 回転羽根 の中央部に対応する領域部分の風速はやや弱い。 回転羽根の 周囲に対応する領域部分の風速は更に弱い。

一方、 気体 フ ィ ル タ 部 1 4 1 は 、 例 え ば、 U L P A ( Ultra Low P enetration Air ) 或 い は H E P A ( High Effici ency P arti cu lat e Air) フ イ ノレタ な どのノ ーテ ィ クノレを除 去する ノヽ。一テイ クルフ ィ ノレタ 1 4 3 を有する。 送風機 1 4 0 からの空気が、 面内不均一な風速分布でパーティ クルフ ィ ル タ 1 4 3 を通過する と、 図 1 2 に示すよ う に流速の速い部分 において、 パーティ クル Pが局所的に堆積して 目詰り を発生 し易い。 こ のた め、 ノ ーテ ィ ク ルフ ィ ルタ 1 4 3 と して の性 能が不安定で寿命が短く 、 早期の交換を余儀なく される。 ま た、 パーティ タ ノレフ イ ノレタ 1 4 3 の下方の風速が不均一にな るため、 作業室 1 4 2 の気流に乱れが起き る。 その結果、 ノ、。 一ティ ク ル Pの巻き上が り 、 作業室 1 4 2 内の清浄度が低下 する。

また、 気体フ ィ ルタ部 1 4 1 は、 例えば、 有機物等のケミ カル汚染物質を除去するケミ カルフィルタを有する場合もあ る。 この場合、 流速の速い部分において有機ガス等のケ ミ カ ル汚染物質を多く 吸着するため、 その吸着許容量を超える と ケミ カル汚染物質の通過を生じる恐れがある。 このため、 ケ ミ カ ルフ ィ ルタ フ イ ノレタ と して の性能が不安定で寿命が短く 、 早期の交換を余儀な く される。

以下に、 こ の よ う な知見に基づいて構成された本発明の実 施の形態について図面を参照して説明する。- なお、 以下の説 - 明において、 略同一の機能及び構成を有する構成要素につい ては、 同一符号を付し、 重複説明は必要な場合にのみ行 う。

図 1 は、 本発明の実施の形態に係る、 気体清浄化装置を備 えた半導体処理シス テ ムを示す概略構成図である。 図 1 にお いて、 半導体処理シス テ ム 1 は、 いわゆるマルチチャ ンバ型 の真空処理シス テ ム と して構成される。 処理シス テ ム 1 は、 被処理基板例えば半導体ウェハ Wを一枚ずつ収容 して所定の 処理例えば成膜処理、 エッチング処理等を行う 、 所定の真空 度に設定可能な複数例えば 4つの処理室 2 a 、 2 b 、 2 c 、 2 d を有する。 これらの処理室は、 所定の真空度に設定可能 な共通の真空搬送室 3 に接続される。 真空搬送室 3 は、 所定 の真空度に設定可能なロー ドロ ック機能を有する ロー ドロ ッ ク室 4 a 、 4 b を介 して、 常圧 （大気圧） 側の作業室である 大気搬送室 5 に接続される。

真空搬送室 3 は平面略六角形に形成され、 その外周の 4つ の面に処理室 2 a 、 2 b 、 2 c 、 2 d カ 、 夫々ゲー トバノレブ G l 、 G 2 、 G 3 、 G 4 を介して接続される。 大気搬送室 5 の外周の他の 2つの面には、 ウェハを搬出入用の通路と して、 2つのロー ドロ ック室 4 a 、 4 b 力 S夫々ゲー トバノレプ G 5 、 G 6 を介 して接続される。 また、 両ロー ドロ ック室 4 a 、 4 b は、 大気搬送室 （作業室） 5 に、 ゲー トバルブ G 7 、 G 8 を介 して接続される。 真空搬送室 3 内には、 屈伸、 昇降及び 旋回可能な搬送アー ム機構 6 が配設される。 搬送アー ム機構 6 は、 各ロー ドロ ック室 4 a 、 4 b及び各処理室 2 a 、 2 b 、 2 c 2 d間.でウェハ Wを搬送するために使用される。- 大気搬送室 5 は、 例えば、 ス テ ン レ ス等の金属製の横長箱 状の筐体 7 によ り 区画形成される。 図 2 は、 大気搬送室 5 を 示す概略斜視図である。 図 2 にも示すよ う に、 大気搬送室 5 の前面部には、 ウェハ Wを搬出入するための 1 つまたは複数、 図示例では 3 つの搬入出口 8 a 、 8 b 、 8 c が形成される。 また、 大気搬送室 5 の前面部には、 各搬入出 口 8 a 、 8 b 、 8 c に対応して、 複数枚のウェハを多段に収納した運搬容器 であるキャ リ ア （カセ ッ ト と もい う） 9 を載置するための載 置台 1 0 a 、 1 0 b 、 1 0 c が配設される。 キャ リ ア 9 は、 例えば直径 3 0 0 m mのウェハを上下方向に所定間隔で 1 3 枚若 しく は 2 5枚程度収納可能な容器からなる。 キャ リ ア 9 は、 プラスチック製の蓋付き運搬容器、 いわゆる ク ローズ型 キャ リ ア とする こ とができ る。 搬入出 口 8 a 、 8 b 、 8 c に は開閉 ドアや、 ク ローズ型キャ リ アの蓋を脱着する蓥脱着機 構等を配設する こ と ができ る。

大気搬送室 5 内には、 ウェハ Wを搬送する搬送アーム 1 4 を有する搬送機構 1 1 が配設される。 大気搬送室 5 が横長で あるため、 搬送機構 1 1 は、 大気搬送室 5 内の中心部を長手 方向 （左右方向） に延びるガイ ドレール 1 2 に沿って移動可 能に配設される。 大気搬送室 5 の一端にはウェハ Wの位置合 わせを行う位置合わせ機構であるオリ エンタ 1 3 が配設され る。 搬送機構 1 1 は、 载置台 1 0 a 、 1 0 b 、 1 0 c 上のキ ャ リ ア 9 、 オリ エンタ 1 3 、 及ぴロー ドロ ック室 4 a 、 4 b 間でウェハ Wを搬送するために使用 される。

--大気搬.送室 5 の上部には、 大気搬送室 5 内にク リ ーン度の 高い清浄空気のダウンフ ロ ーを形成するための気体清浄化装 置 1 5 が複数、 図示例では 3 っ配設される。 図 3 は、 気体清 浄化装置 1 5 の 1 つを示す断面図である。 図 3 に示すよ う に、 気体清浄化装置 1 5 は、 送風機 1 6 と 、 その下流に配設され た気体フイノレタ部 1 7 (エアに使用 される場合はエアフ ィ ル タ と して機能する） と を有する、 フ ァ ン ' フィルタユニ ッ ト と して構成される。

送風機 1 6 と気体フ ィ ルタ部 1 7 の間には、 送風機 1 6 に よ る面内不均一な風速分布を面内略均一な風速分布にするた めの整流部材 1 8 が配設される。 整流部材 1 8 は気体フ ィ ル タ部 1 7 の上流に設け られ、 送風機 1 6 か ら の面内不均一な 風速分布の風 （空気流） を面内均一な風速分布に改善 して気 体フ イ ノレタ部 1 7 に通過させる。 送風機 1 6 と整流部材 1 8 の間には隙間或いは空間 S a が形成される と共に、 気体フ ィ ルタ部 1 7 と整流部材 1 8 の間にも少な く と も 1 m m程度の 隙間 S b が形成される こ と が、 風速或いは風速分布の面内均 一化を図る上で好ま しい。

気体清浄化装置 1 5 は、 筒状例えば角筒状のハウジング 1 9 を有 し、 このハウジング 1 9 内の上部、 好ま し く は上部の 中央部に送風機 1 6 が取付け られる。 ハ ウ ジング 1 9 の天井 には中央に円形の通風口 2 0 が形成される。 ノ、ウジング 1 9 内の天井にはその通風口 2 0 と 略同 じ開 口径の円筒状のフ ァ ンケース 2 1 が通風口 2 0 と連通する よ う に配設される。 送 風機 1 6 は、 回転羽根 2 2 と 、 回転羽根 2 2 を回転駆動する 電動モータ. 2- 3 とか ら主に構成される -。 - 電動モ タ.. 2 3 は、 フ ァ ンケース 2 1 内の略中央部に複数本の支持口 ッ ド 2 4 を 介 して取付け られる。

気体フ ィ ルタ部 1 7 は、 有機物等のケ ミ カル汚染物質を除 去す る ケ ミ カ ルフ ィ ルタ 1 7 a と 、 U L P A ( Ultra Low P enetrati o n Air ) 或 レヽ は H E P A ( High Effi ci ency P articul ate Air ) フ ィ ルタ な どのノヽ。一テ ィ ク ルを除去する ノ 一テ イ ク ノレフ ィ ルタ 1 7 b と を有する。 ケ ミ カノレフ ィ ルタ 1 7 a と パーティ ク ゾレフ イ ノレタ 1 7 b と は送風方向に順に配置 される こ と が好ま しい。 なお、 本実施の形態において、 気体 清浄化装置 1 5 は大気搬送室 5 に配設される ため、 パーティ クルフィ ルタ 1 7 b と しては、 除去パーテ ィ クル径の基準が 厳しい U L P Aフ ィ ルタ を使用する こ と が望ま しい。

図 7 は、 ケ ミ カルフ ィルタ 1 7 a の概略を示す平面図であ る。 図 7 に示すよ う に、 ケ ミ カノレフ ィ ルタ 1 7 a は、 例えば 活性炭等の吸着剤 2 5 a を担持させた無機繊維紙をハニカム 状に成形 してなる フ ィ ルタ本体 2 5 を有する。 フ ィ ルタ本体 2 5 は、 例えば、 金属製の方形の枠体 2 6 に よ って保持され る。 一方、 ノ、 一ティ ク ルフ ィ ルタ 1 7 b は、 例えば、 無機繊 維紙を図 3 に断面が示される よ う に蛇腹状に成形 したフ ィ ノレ タ本体 2 7 を有する。 フ ィ ルタ本体 2 7 は、 例えば、 金属製 の方形の枠体 2 8 に よ って保持さ れる 。

ケ ミ カルフ ィ ルタ 1 7 a の枠体 2 6 及びノヽ。 一テ イ クルフ ィ ルタ 1 7 b の枠体 2 8 はハ ウジング 1 9 と 略同 口径に形成さ れ、 ハウ ジング 1 9 の一部を構成する。 パーテ ィ クルフ ィ ル タ 1 7 b .の枠体 2 8 の上にケ ミ カ ノレフ 'ィ ノレタ 1 -7 a の枠体 2 6 が載置されてネジ 2 9 で連結される。 ハ ウ ジング 1 9 の下 部開 口端には、 ケ ミ カルフ ィ ルタ 1 7 a の枠体 2 6 上に載置 される フ ラ ンジ 3 0 が形成される。 ケ ミ カルフ ィ ルタ 1 7 a の枠体 2 6 上にハ ウジング 1 9 のフ ラ ンジ 3 0 が載置されて ネジ 3 1 で連結される。 ケ ミ カルフ ィ ルタ 1 7 a の枠体 2 6 とハ ウジング 1 9 のフ ラ ンジ 3 0 と の間に、 整流部材 1 8 の 周縁部が介在されて挟持さ れる。 気体清浄化装置 1 5 は、 送 風機 1 6 、 整流部材 1 8 、 及び気体フ ィ ルタ部 1 7 が筒状の ハ ウジング 1 9 内に配設された状態で構成される。 整流部材 1 8 は、 送風機 1 6 の面内不均一な風速分布を補 償する （略均一な風速分布に改善する） よ う に設定された面 内不均一な開口率を有する。 図 4 は、 整流部材 1 8 を示す概 略平面図である。 図 4 に示すよ う に、 整流部材 1 8 は、 気体 を通過させる複数の開 口、 例えば孔 3 2 を全面に有する平板

(整流板） 3 3 カゝらなる。 孔 3 2 の寸法は、 後述する よ う に、 整流部材 1 8 の開口率が低い位置ほど小さ く なる よ う に設定 される。 整流部材 1 8 は、 金属製の平板に複数の孔を開けた ノ ンチングメ タルからなる こ と が好ま しい。 し力、し、 整流部 材 1 8 は、 樹脂製の平板に複数の孔を開けたものであっても よい。 本実施の形態において、 整流部材 1 8 は整流板と称す る こ と もでき る。

具体的には、 回転羽根型の送風機 1 6 は、 ケーシング 1 9 内の下流に気体を送る方向に対して直角な断面において、 下 記のよ う な面内不均一な風速分布を発生させる特性を有する。 即ち、 回転羽根 .2 2 の羽根部に対応する領域部分の風速が最 も強い。 回転羽根 2 2 の中央部に対応する領域部分の風速は やや弱い。 回転羽根 2 2 の周囲に対応する領域部分の風速は 更に弱い。

このよ う な送風機 1 6 の特性に鑑み、 整流部材 1 8 の平板 3 3 には、 次のよ う な態様で孔が形成される。 即ち、 回転羽 根 2 2 の羽根部に対応する領域には、 口径の小さい孔即ち小 孔 3 2 a が複数形成される。 回転羽根 2 2 の中央部に対応す る領域には、 口径のやや大きい孔即ち中孔 3 2 b が複数形成 される。 回転羽根 2 2 の周囲に対応する領域には、 口径の大 きい孔即ち大孔 3 2 c が複数形成される。 これに よ り 、 気体 フ ィ ルタ部 1 7 には、 図 3 に矢印で示すよ う に面内均一な風 速分布で空気が通過する よ う になる。 このため、 気体フ ィ ル タ部 1 7 の局所的な 目詰 り が防止 され、 気体フ ィ ルタ部 1 7 の性能の安定化及び寿命の延長 （耐久性の向上） を図る こ と ができ る。

大気搬送室 5 の天井には清浄空気を導入するための開 口部 3 4 が形成される。 開 口部 3 4 と 気体清浄化装置 1 5 のハウ ジング 1 9 の内部と が連通する よ う に、 大気搬送室 5 の天井 に気体清浄化装置 1 5 が設置される。 パーテ ィ ク ルフ ィ ルタ 1 7 b の枠体 2 8 が、 大気搬送室 5 の天井に載置されてネジ 3 5 で連結される。 これに よ り 、 気体清浄化装置 1 5 が大気 搬送室 5 の天井に取付け固定される

以上を要約する と 、 本実施の形態に係る気体清浄化装置 1 5 は、 送風機 1 6 と 、 この送風機 1 6 の下流に設け られた気 体フィルタ部. 1. 7·-と を備え、 送風機 1 6 と気体フ ィルタ.部 1 7 の間に、 送風機 1 6 によ る面内不均一な風速分布を面内略 均一な風速分布にする ための整流部材 1 8 が配設される。 こ のため、 気体フ ィ ルタ部 1 7 の局所的な 目詰 り を防止する こ と ができ、 気体フ ィ ルタ部 1 7 の性能の安定化及び寿命の延 長を図る こ と ができ る。 また、 パーテ イ ク /レフ イ ノレタ 1 7 b の下方の風速が均一になる ため、 大気搬送室 5 の気流に乱れ が起き ない。 その結果、 パーテ ィ クルが巻き上が り に く く な り 、 大気搬送室 5 内の清浄度が維持される。

気体フ イ ノレタ部 1 7 はケ ミ カルフ ィ ルタ と パーテ ィ クノレフ ィ ルタ の組合せである こ と が好ま しいが、 何れか一つであつ ても よい。 例えば気体フ ィ ルタ部がパーテ ィ クルフ ィ ルタ の みを有する場合、 初期にパーティ クルの通過を生 じる こ と は 無く 、 パーティ クルが局所的に堆積して 目詰 り を発生する こ と も無い。 このため、 パーティ クルフ ィ ルタ と しての性能が 安定 して寿命が延び、 交換時期の延長を図 る こ と ができ る。 また、 気体フィ ルタ部がケ ミ カルフ ィ ルタ のみを有する場合、 有機ガス等のケ ミ カル汚染物質が分散 して吸着される ので、 吸着許容量を超えてケ ミ カル汚染物質の通過を生 じる恐れが 無い。 このため、 ケ ミ カルフ ィ ルタ と しての性能が安定 して 寿命が延び、 交換時期の延長を図る こ と ができ る。

送風機 1 6 がプロペラ フ ァ ンか らなるため、 遠心フ ァ ン等 の他のフ ァ ンと異な り 構造の簡素化及ぴ装置のコ ンパク ト化 を図 る こ と ができ る。 一方、 プロペラ フ ァ ンに生 じ易い面内 不均一な風速分布の問題は整流部材 1 8 に よ って解消する こ とができ る _ό 送風機 -1 6 、 整流部材 .1 8 、 及び気体 -フ .ィルタ 部 1 7 が筒状のハ ウ ジング 1 9 内に配設されるため、 装置が ユニ ッ ト化及びコ ンパク ト化が可能と なる。 このため、 作業 室例えば清浄室や大気搬送室 5 等への取付け性の向上を図る こ と ができ る。 整流部材 1 8 は複数の開 口例えば孔 3 2 を有 する平板か らな り 、 風速分布に対応 して開 口 率が変化する。 このため、 簡単な構造で面内不均一な風速分布を面内略均一 な風速分布に容易に変える こ と ができ る。

気体フ ィ ルタ部 1 7 はケ ミ カルフ ィ ルタ 1 7 a と パーティ クルフ ィ ルタ 1 7 b と を送風方向に順に配置 して構成される。 このため、 空気中に浮遊するケ ミ カル汚染物質やパーテイ ク ルを除去 してク リ ーン度を上げる こ と ができ る。 特に、 ケ ミ 力ノレフ ィ ルタ 1 7 a を通過 したノヽ。一テイ クノレをノ ーテ イ クノレ フ ィ ルタ 1 7 b で捕捉する こ と ができ る。 なお、 パーテイ ク ノレフ ィ ルタ 1 7 b は、 U L P Aフ イ ノレタ、 H E P Aフ イ ノレタ 、 或いは同様な機能及び構造の他のパーティ ク ル除去用フ ィ ル タのいずれであって も よい。

また、 本発明の実施の形態に係る半導体処理システム （真 空処理システム） 1 においては、 ウェハ Wの搬送等を行 う 常 圧の作業室である大気搬送室 5 の天井に気体清浄化装置 1 5 が配設される。 このため、 大気搬送室 5 内にク リ ーン度の高 い清浄空気のダウ ンフ ローを安定して形成する こ と がき る。 このため、 ウェハ Wの真空処理システム 1 内でのパーティ ク ル等の付着を防止 して歩留ま り の向上を図 る こ と ができ る。

図 5 及び図 6 は、 図 3 図示の気体清浄化装置 1 5 で使用可 能な整流部材の変更 -例 1- 8 Xを示す概略平面図及び断面図で. ある。 この変更例に係る整流部材 1 8 X も、 送風機 1 6 の面 内不均一な風速分布を補償する （略均一な風速分布に改善す る） よ う に設定された面内不均一な開 口率を有する。 しか し、 図 4 図示の整流部材 1 8 と は異な り 、 この整流部材 1 8 Xで は、 整流部材 1 8 Xの開 口 率の低い位置では気体を通過 させ る孔 3 2 の密度が低く なる よ う に設定される。 この要件を満 足させる ため、 整流部材 1 8 Xは、 気体を通過 させる 同一寸 法の複数の孔 3 2 を全面に均等に有する平板 （整流板） 3 3 X と 、 整流部材 1 8 Xの開 口率に応 じて複数の孔 3 2 の一部 を塞ぐ環状の邪魔板 3 6 と 、 を具備する。

具体的には、 平板 3 3 X には、 例えば直径 2 m mの孔 3 2 が 3 . 5 m mピ ッチで多数配設される。 この平板 3 3 X上に 内径が 1 3 O m mで外径が 1 8 O m mの円環状の邪魔板 3 6 が点溶接等で取付け られる。

こ の よ う に構成された整流部材 1 8 X に よ っ て も 、 簡単な 構造で面内不均一な風速分布を面内略均一な風速分布に容易 に変える こ と ができ る。 また、 このよ う な整流部材 1 8 Xを 有する気体清浄化装置 1 5 によ っても、 半導体処理シス テ ム (真空処理シス テ ム） 1 の大気搬送室 5 内にク リ ー ン度の高 い清浄空気のダウ ンフ ロ ーを安定 して形成する こ と ができ る。 このため、 ウェハ Wの真空処理システ ム 1 内でのパーテ ィ ク ル等の付着を防止 して歩留ま り の向上を図る こ と ができ る。

図 8 は、 本発明の他の実施の形態に係る気体清浄化装置 4 5 を示す概略線図である。 こ の気体清浄化装置 4 5 も、 図 1 図示.の処理シス -テム · 1 の大気搬送室 5 の天井-に配設 して使用 する こ と ができ る。 気体清浄化装置 4 5 は、 上流側か ら、 送 風機 1 6 、 整流部材 1 8 X 、 ノ、。 —テイ クルフ ィ ノレタ 1 7 b 、 及び整流部材 4 6 を有 し、 これ ら はハ ウジング 1 9 に取付け られる。 送風機 1 6 、 整流部材 1 8 X 、 ノヽ。 一テ ィ ク ルフ ィ ル タ 1 7 b 、 及びハウ ジング 1 9 は、 図 1 乃至図 6 を参照 して 述べた対応の部材と実質的に同一である。 一方、 最下流に配 設された整流部材 4 6 は、 整流部材 1 8 或いは 1 8 X と は異 な り 、 面内均一な開 口率を有する。 具体的には、 整流部材 4 6 は、 気体を通過させる 同一寸法の複数の孔を全面に均等に 有する平板 （整流板） からなる。 整流部材 4 6 は、 金属製の 平板に複数の孔を開けたパ ンチングメ タルか らなる こ と が好 ま しい。

前述の よ う に、 パーティ クルフ ィ ルタ 1 7 b は、 例えば、 無機繊維紙を図 3 に断面が示される よ う に蛇腹状に成形 した フ ィ ルタ本体 2 7 を有する。 こ のた め、 パーテ ィ タ ノレ フ イ ノレ タ 1 7 b に入力 されるエアの風速分布が面内均一でも、 パー テ イ ク ノレフ イ ノレタ 1 7 b の出力には、 フ ィ ルタ本体 2 7 の蛇 腹形状に由来する風速分布の細かな不均一が生じる可能性が ある。 最下流に配設された整流部材 4 6 は、 この よ う な風速 分布の細かな不均一をキャ ンセルする こ と に よ り 、 よ り 面内 均一性の高いエアダウ ンフ ローを形成する こ と を可能 とする。

図 9 は、 本発明の更に他の実施の形態に係る気体清浄化装 置 5 5 を示す概略線図である。 こ の気体清浄化装置 5 5 は、 例えば、 フ ォ ト レジス ト を コ一テ ィ ン グする シス テ ム内に清 浄空気のダウ ンフ ロ ーを形成する ために使用 ざれる。 · 気体清 -. 浄化装置 5 5 は、 上流側から、 ケ ミ カノレフ ィ ルタ 1 7 a 、 整 流部材 1 8 X、 送風機 1 6 、 及びパーテ ィ タ ノレフ イ ノレタ 1 7 b を有 し、 これ ら はハ ウジング 1 9 に取付け られる。 これら の部材は、 輪郭寸法が適宜設定される ものの、 機能的には、 図 1 乃至図 8 を参照 して述べた対応の部材と 実質的に同一で ある。

こ の実施の形態に示すよ う に、 整流部材 1 8 X (或いは図 4 図示の整流部材 1 8 ) は、 送風機 1 6 の入力側に配設する こ と もでき る。 この場合も、 送風機 1 6 の面内不均一な風速 分布を補償して、 略均一な風速分布を形成する こ とができ る。 図 1 0 は、 本発明の更に他の実施の形態に係る、 気体清浄 化装置を備えた半導体処理シス テ ムを示す概略線図である。 こ の半導体処理シス テ ム 6 1 は、 ク リ ールーム 6 0 内で更に 隔離区画された作業空間 6 5 を形成する仕切 り天井 6 2及び 仕切 り側壁 6 3 を有する。 作業空間 6 5 内には、 L C D基板 或いは半導体ウェハな どに半導体処理を施すための処理室 6 6 が配設される。 仕切 り天井 6 2 には、 作業空間 6 5 内にク リ ーン度の高い清浄空気のダウンフローを形成するための気 体清浄化装置 6 8 が配設される。 更に、 仕切 り側壁 6 3 には、 作業空間 6 5 で使用 された後の空気を清浄化 してク リ ール一 ム 6 0 内に戻すための気体清浄化装置 6 9 が配設される。

気体清浄化装置 6 8、 6 9 は、 基本的に図 3 図示の気体清 浄化装置 1 5 と 同 じ構造とする こ とができ るため、 以下では 図 3 乃至図 6 内の符号を参照して説明する 。 仕切 り 天井 6 2 に配設された気.体清浄化装置 6 8 の整流部材.1 8或いは ·1 8 X (図 4 乃至図 6参照） の役割は、 気体清浄化装置 1 5 の場 合と 同 じである。 即ち、 気体清浄化装置 6 8 の整流部材 1 8 或いは 1 8 Xは、 気体フ ィ ルタ部 1 7 の局所的な 目詰り を防 止 し、 気体フ ィ ルタ部 1 7 の性能の安定化及び寿命の延長を 図 る 。 ま た、 パーテ ィ タ ノレフ イ ノレタ 1 7 b の下方の風速を均 一に し、 作業空間 6 5 内で気流に乱れが起き ないよ う にする 。 一方、 仕切 り 側壁 6 3 に配設された気体清浄化装置 6 9 の整 流部材 1 8 或いは 1 8 X (図 4 乃至図 6参照） の役割は、 気 体フ ィ ルタ部 1 7 の局所的な目詰 り を防止 し、 気体フ ィ ルタ 部 1 7 の性能の安定化及び寿命の延長を図る と い う こ と にな る。

以上、 本発明の実施の形態を図面に よ り 詳述 してき たが、 本発明は前記実施の形態に限定される も の ではな く 、 本発明 の要旨を逸脱 しない範囲での種々 の設計変更等が可能である。 本発明に係る処理システムは、 常圧処理シス テムであっ ても よい。 本発明に係る清浄空気供給装置は、 被処理基板の検査 を行 う 検査装置乃至検査室 （作業室） にも適用可能である。 またく 被処理基板と しては、 半導体ウェハ以外に、 L C D基 板やガラ ス基板等であって も よい。 整流部材と しては、 平板 に複数の孔 （開 口） を設けた ものが好ま しいが、 送風機の風 速分布に対応 して網 目 の開 口率を変えたメ ッ シュから なって いて も よい。

産業上の利用可能性

本発明の実施の形態に係る気体清浄化装置 と 、 同装置を使 用 した半導体処理.システ ムに よれば、 従来技術の問題点-、 即 ち気体フ ィ ルタ の性能が不安定になる、 気体フ ィ ルタ の寿命 が短く なる 、 形成する気体流の面内均一性が低いな ど問題点 の 1 つ或いは複数を解消する こ と ができ る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 半導体処理システムの作業空間のために使用 される気 体清浄化装置であって、

前記作業空間 と連通する気体通路を規定する部材と 、 前記気体通路内に配設さ れた気体を送る送風機と 、 前記送 風機は、 前記気体を送る方向に対 して直角な断面において面 内不均一な風速分布を発生させる特性を有する こ と と 、

前記送風機の上流または下流に位置する よ う に前記気体通 路内に配設 された整流部材 と 、 前記整流部材は、 前記送風機 の前記面内不均一な風速分布を補償する よ う に設定さ れた面 内不均一な開 口率を有 し、 こ こで、 前記整流部材の開 口 率の 低い位置が、 前記送風機の風速の高い位置に対応する こ と と 、 前記送風機及び前記整流部材の下流に位置する よ う に前記 気体通路内に配設されフ ィ ノレタ部 と 、 前記フ ィ ルタ部は前記 気体中のパーテ ィ クルを除去する機能を有する こ と と 、 を具備する。 . . . .

2 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記整流部材は前記気体を通過 させる複数の孔を有 し、 前 記整流部材の開 口率の低い位置では前記孔の密度が低い。

3 . 請求項 2 に記載の装置において、

前記整流部材は、 前記気体を通過 させる複数の孔を有する 整流板 と 、 前記整流部材の開 口 率に応 じて前記複数の孔のー 部を塞ぐ邪魔板 と 、 を具備する。

4 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記整流部材は前記気体を通過 させる複数の孔を有 し、 前 記整流部材の開 口率が低い位置では前記孔の寸法が小さい。

5 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記送風機は気体を送るプロペラフ ァ ンを具備する。

6 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記整流部材は前記送風機の下流に配設される。

7 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記送風機の上流に位置する よ う に前記気体通路内に配設 され、 前記気体中のケ ミ カル汚染物質を除去するケ ミ カ ルフ ィ ルタ を更に具備し、 前記整流部材は、 前記送風機の上流で 前記ケミ カルフィルタ と前記送風機と の間に配設される。

8 . 請求項 1 に記載の装置において、

前記フ ィ ルタ部は補助整流部材を具備 し、 前記補助整流部 材は実質的に面内均一な開 口率を有する。

9 . 請求項 8 に記載の装置において、

前記フ ィ ルタ部は前記気体中のパーティ クルを除去する第 1 フ ィ ルタ を具備 し、 前記補助整流部材は前記第 1 フ ィ ルタ の下流に配設される。

1 0 . 請求項 9 に記載の装置において、

前記フ ィ ルタ部は前記気体中のケ ミ カル汚染物質を除去す る第 2 フ ィ ルタ を具備 し、 前記補助整流部材は前記第 2 フ ィ ルタ の下流に配設される。

1 1 . 半導体処理シス テ ムであ っ て、

被処理基板に対 して半導体処理を施すための処理室と 、 前記被処理基板を取扱う 作業空間を規定する部材と 、 前記作業空間 と連通する気体通路を規定する部材と 、 前記気体通路内に配設された気体を送る送風機と、 前記送 風機は、 前記気体を送る方向に対して直角な断面において面 内不均一な風速分布を発生させる特性を有する こ と と、

前記送風機の上流または下流に位置する よ う に前記気体通 路内に配設された整流部材と、 前記整流部材は、 前記送風機 の前記面内不均一な風速分布を補償する よ う に設定された面 内不均一な開口率を有 し、 こ こで、 前記整流部材の開 口率の 低い位置が、 前記送風機の風速の高い位置に対応する こ と と、 前記送風機及び前記整流部材の下流に位置する よ う に前記 気体通路内に配設されフイ ノレタ部と、 前記フ ィルタ部は前記 気体中のパーティ クルを除去する機能を有する こ と と、 を具備する。

1 2 . 請求項 1 1 に記載のシステムにおいて、

前記気体通路は前記作業空間の天井に接続され、 前記気体 は、 前記気体通路を通 して前記作業空間内へ供給される。

1 - 3 -. 請求項 1 1 に記載のシステムにおい.て .

前記作業空間内に配設された前記被処理基板を搬送する搬 送機構を具備する。

1 4 . 請求項 1 1 に記載のシステムにおいて、

前記作業空間は、 実質的に大気圧で被処理基板を取扱 う よ う に構成される。

1 5 . 請求項 1 4 に記載のシステムにおいて、

前記処理室と前記作業空間を規定する部材と は、 ロー ド口 ッ ク 室を介 して互いに接続される。

1 6 . 請求項 1 1 に記載のシステムにおレ、て、 前記作業空間を規定する部材はク リ ー ンルーム内に配設さ れ、 前記処理室は前記作業空間内に配設される。

1 7 . 請求項 1 6 に記載のシス テ ムにおいて、

前記気体は、 前記気体通路を通 して前記作業空間から前記 ク リ ー ンルームへ排出される 。