JPH01170014A - 水平層状空気流ワークステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体処理機器、特に微粒子汚染を減少させる
ため選択された空気流パターンをもたらすロードチャン
バ（又はステーション）に関するものである。

〔発明の背景〕

高密度のデバイス及びより小さいデバイス形状への傾向
が続いているため、微粒子汚染は次第に重要な問題にな
ってきている０周知のように、半導体ウェーハの表面上
に径１ミクロンのオーダーの粒子１個が付着してもウェ
ーハ全体をだめにすることがある。粒子汚染問題を解決
するための従来技術のアプローチの１つは、半導体処理
のためのクリーンルームを設けることであった。典型的
なりリーンルームにおいては、層状の空気流が一般にク
リーンルームの天井から下向きに床又は壁の排気装置の
方向へ送られる。層状空気流はオペレータと半導体機器
とを濾過された空気の中に浸漬する。成るクリーンルー
ムでは、水平空気流が１つのクリーンルーム壁から向き
合ったクリーンルーム壁へ流される。

しかし、クリーンルーム内に濾過された空気流を生じる
一般的なアプローチは、機器の設計の必要上クリーンル
ームの空気流から遮られている区域での粒子発生の問題
を解決していない。このような区域の１つは真空ロード
ロックを含んでいる多くの機械のロードチャンバ領域で
ある。ロードチャンバはロードロックへの入口に近い領
域内のロードロックの外側に位置している。

【発明の概要〕

本発明はロードチャンバを含む半導体処理装置用のロー
ドステーションであって、ロードチャンバ内に保持され
たウェーハを浸す濾過された空気の水平流を発生すると
同時に、ロードチャンバ内で発生された水平流をクリー
ンルームから遮断するためロードチャンバの入口開口を
横切って垂直なエアカーテンを発生させる手段を有する
ロードステーションを実現する。こうしてクリーンルー
ム内の層状の下向き空気流はロードチャンバ内の水平流
によって乱されることがなく、しかもロードチャンバ内
のウェーハはウェーハカセットより上の領域内での粒子
発生から水平空気流によって保護される。

垂直エアーカーテンに加えて、垂直下方へ向けられた濾
過された空気の層状流はウェーハカセットより上方でも
発生されるからロードチャンバ内に澱んだ空気の領域は
生じない、水平流は垂直層状下向き流と合流する。ロー
ドチャンバの下方表面には空気戻しスロットが設けられ
る。

〔実施例〕

第１図は、半導体クリーンルーム３に関連して本発明の
ロードステーション１の一実施例を略示的斜視図で示す
ものである。オペレータ２はコントロールパネル４によ
って処理パラメータを調節する。第１図の実施例におい
て、ロードステーション１のロードチャンバ６は、テー
ブル１２と、両側壁７，１０と、背壁２９と天井２８（
第２図参照）とで仕切られたはゾ矩形状の形状を有して
いる。ロードステーション１の前面開口８はロードチャ
ンバ６をクリーンルーム３に連通し、オペレータ２によ
るウェーハカセット１Ｇ（第１図では１個だけ示す）へ
の接近、及び（又は）クリーンルーム３内のカセット移
送装置（図示せず）への接近を可能にしている。

ロードロックチャンバ２０が、第１図で１個を上昇位置
に示すロードロックカバー１７の下に位置している。ロ
ードロックカバー１７は軌条１９上を在来の機構（図示
せず）により上昇下降させられる。カセット１６内のウ
ェーハＷが処理されるべき時、カセット１６はエレベー
タ手段（図示せず）によってロードロックチャンバ２０
内へ下降される。ついでウェーハはカセット１６から移
送機構（図示せず）によってウェーハ処理機器、図示し
ないが例えばロードロック２０と連通していて、ロード
ロックチャンバ２０によりクリーンルーム３から真空遮
断されている真空室（図示せず）内に位置するイオンイ
ンプランテーション機器、などへ移送される。

第２図はロードステーション１のロードチャンバ６の部
分の斜視図を示す。テーブル１２は３個の昇降台５４を
有し、その各々はウェーハカセット１６を支持する（第
２図では２個のカセット１６だけが示される）、昇降台
５４はエレベータ機構（図示せず）によって下降され、
カセット１６をチャンバ２０に装填する。カセット１６
は側壁Ｓ１とＳ２を有し、この側壁内のみぞがウェーハ
Ｗをカセット１６内ではゾ水平向きに支持する。カセッ
ト１６の前部Ｓ、と後部Ｓ４は開放していて、カセット
１６内のウェーハＷ間に矢印Ｈ□、Ｈ８、Ｈｌ及びＨ４
で示すような水平空気流を、背壁２６に凹設した水平エ
アフィルタ２６ｂから前面開口８の方へ通過可能にする
。好適に、水平エアフィルタ２６ｂの垂直高さはカセッ
ト１６の高さよりいくらか大きくする。一実施例でフィ
ルタ２６ｂはＨＥＰＡフィルタ（高性能微粒子除去フィ
ルタ）である。

テーブル１２は空気戻しスロット４０〜４４を有し。

これらはテーブル１２の頂部エツジに沿って且つカセッ
ト１６とカセット１６の間に設けられている。空気戻し
スロット４０〜４４は在来の設計のダクト網（図示せず
）により送風機５１の空気取入口５０に連結されている
。送風機５１からの空気は、ダクトｄ２とＨ２を通って
水平エアフィルタ２６ｂへ連通され、ダクトｄ１とＨ２
を通って垂直エアフィルタ２８ｂ（ロードチャンバ６の
天井２８に凹設された）へ連通される。プレート３２と
３４が両側壁７．１０に取付けられて、フロントプレー
ト３０と共にほぼ垂直な通路３３を形成し、濾過された
エアカーテンをエアフィルタ２８ｂから前面開口８を横
切って垂直下方に空気戻しスロット４０へと導く。プレ
ート３４は内側から外方へ傾斜していて、垂直エアフィ
ルタ２８ｂからの流れをしぼり、垂直通路３３へと流れ
を加速させる。

作用について説明すると、送風機５１は空気をダクトｄ
、から水平エアフィルタ２６ｂへ送る。フィルタ２６ｂ
からの水平空気流Ｈ□〜Ｈ１はカセット１６内のウェー
ハＷとウェーハＷの間を前面開口８の方へ通過する。送
風機５１はまたダクトｄ０とＨ２を通って空気を垂直エ
アフィルタ２８ｂへも送る。垂直エアフィルタ２８ｂか
ら濾過された空気の第１の部分は矢印ｖ０とｖ２で略示
するように下向きにロードチャンバ６の中へ流れ、また
水平エアフィルタ２６ｂから水平に流出する空気と合流
して、矢印Ｄ工〜Ｄ３で略示するような直角方向の流れ
を形成する。この合流は非乱流状に行なわれる。水平エ
アフィルタ２６ｂはカセット１６の頂部の上方へ十分高
く延びているから、この直角方向の流れはカセット１６
の頂部の上方で水平に達する。垂直エアフィルタ２８ｂ
から濾過された空気の第２の部分は下向きに垂直通路３
３を通って流れ、濾過された垂直なエアカーテン、典型
的に第１の部分より高速のエアカーテンを生じ、これは
前面開口８を横切ってテーブル１２の前縁に沿って延び
るスロット４０へ流れる６層状の垂直エアカーテンはま
た水平流ｖ１〜Ｖ、を捕捉し、これらをスロット４０へ
導く。

水平流は、速度と慣性の差により垂直エアカーテンに侵
入することはなく、従って典型的にクリーンルーム３内
に存在するほぼ垂直な下向き流（図示しない在来手段に
より生じる）は、ロードステーション１のロードチャン
バ６内に存在する水平流から隔絶され、それによって乱
されることがない。

クリーンルーム３内のオペレータ２又は自動機器（図示
せず）がエアカーテンを破ったような場合、ウェーハＷ
を浸しているが過空気の水平流Ｈ１〜Ｈ４はオペレータ
２の方へ流れるから、オペレータ２が発する粒子、特に
オペレータ２がロードチャンバ６内でウェーハカセット
１６の上方で発生するような粒子はウェーハＷから遠ざ
けられ、ウェーハＷの表面を汚染することはない。

細いスロット４１，４２．４３及び４４は水平空気流も
垂直空気流をも、カセット１６とカセット１６の間、並
びにカセット１６と側壁７．１０との間から吸引するか
ら、クリーンルーム３とロードチャンバ６との間で正味
の空気の交換はない。

第２図に破線で示すように、好適変形例においては２個
の別々の送風機５６と５１がスロット４０〜４４から空
気を吸い込み、両側のダクト５７を加圧する。

この構成は、ダクト５７に沿ってより平均に分配された
より大きい流量を生じる。ダンパ５８，５９を回して垂
直流と水平流の相対的流速を調節するようにしてもよい
。

これと異なり、他の実施例では、送風機５１の出力を第
１ダクト（図示せず）によりフィルタ２６ｂに。

送風機５６の出力を第１ダクトと接続されていない第２
ダクト（図示せず）によりフィルタ２８ｂに接続するよ
うにしてもよい。そして水平流と垂直流の相対速度を、
個々の送風機の速度調節により調節すればよい。

第２図に示した実施例は、構成が簡単であり、濾過空気
を再循環させる自蔵式ユニットをもつ点で有効である。

しかし、空気冷却及び加湿装置（所望により使用され得
る）がない所では、再循環空気の温度が上昇しやすく、
同時に再循環空気の湿度が減少することがある。また、
静電気がウェーハＷの上に集積しやすく、非常に乾燥し
た空気流の存在下ではウェーハＷ上のデリケートな半導
体デバイスを破壊させやすい。

第３図は、第２図と類似するが、ダクトｄ、とｄ２がな
い本発明のさらに他の実施例を示す。この例ではダクト
６０が、濾過された空気をクリーンルーム３へ供給する
クリーンルーム給気手段８０と接続されるようにして設
けられる。給気手段８０から供給される空気はダクト６
０から垂直エアフィルタ２８ｂへ分岐管を経て送られ、
水平エアフィルタ２６ｂへは分岐管６１を経て送られる
。空気戻り管６３はスロット４０〜４４を送風機７５へ
接続し、その出力端７６はクリーンルーム給気手段８０
の空気取入管８１へ接続されるように構成される。流れ
調節ダンパ７０．７１．７２及び７３（それぞれダクト
６０、分岐管６１．６２、戻り管６３内の）がそれぞれ
の管路の流速を調節する。

この最後の実施例は、十分調和され、湿度制御されたク
リーンルーム給気手段８０からの濾過空気がロードチャ
ンバ６へ供給され、そのため熱や静電気の集積の可能性
を排除する利点を有する。

第３図に示した実施例は垂直と水平の流速を調節するた
めダンパのバランスを必要とする。第３図の実施例は、
ダクトｄいｄ２についての変更だけで同じハードウェア
と送風機を使用し得るという意味で第２図の実施例と両
立性のあるものである。

第３図に示したのと同様な他の実施例として、送風機７
５をなくし、戻り管６３を直接にスロット４０〜４４と
給気手段８０の取入管８１とへ接続するようにすること
ができる。

以上の諸実施例は例示であって限定する意味ではなく、
上記したところから多くの修正が本発明の範囲を逸脱す
ることなく当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体クリーンルームと関連して本発明のロー
ドステーションの一実施例を略示する斜視図、 第２図は第１図の実施例の一部を詳細に示す一部切断し
た拡大斜視図、 第３図は本発明のロードステーションの他の実施例を示
す略示断面図である。 ［主要符号〕 ６・・・ロードチャンバ ８・・・前部開口　　１２・・・テーブル１６・・・ウ
ェー八カセット　　Ｗ・・・ウェーハ２６ｂ・・・水平
エアフィルタ　２８ｂ・・・垂直エアフィルタ　３０・
・・フロントプレート　３２．３４・・・プレート３３
・・・通路　４４〜４４・・・スロット　ｄｌ、ｄ、・
・・ダクト５４・・・昇降台　５１．５６・・・送風機
　６ｏ・・・ダクト８０・・・クリーンルーム給気手段 特許出願人　パリアン・アソシェイッ・インコーホレイ
テッド 代理人　弁理士　竹　内　澄　夫 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開口を有するチャンバと、 該チャンバ内に半導体ウェーハを保持する少なくとも１
   個のウェーハカセットを支持する支持手段と、 前記チャンバ内で水平空気流を前記支持手段に支持され
   ているカセットの方へ及び前記開口の方へ導くため、且
   つ該開口を横切って垂直下方へのエアカーテンを導くた
   めの通路手段とから成る半導体ウェーハ用のロードステ
   ーション。 ２、前記通路手段が前記水平空気流を濾過する手段、及
   び前記垂直エアカーテンを濾過する手段を包含する特許
   請求の範囲第１項記載のロードステーション。 ３、前記通路手段が、前記エアカーテンに加えて、前記
   チャンバ内で垂直下方へ流れる空気を導く手段を包含す
   る特許請求の範囲第１項記載のロードステーション。 ４、さらに、前記水平空気流を発生させ、且つ前記エア
   カーテンを発生させるための手段を包含する特許請求の
   範囲第１項記載のロードステーション。 ５、前記発生手段が並列の２個の送風機である特許請求
   の範囲第４項記載のロードステーション。 ６、前記発生手段が前記エアカーテンを発生させる第１
   の送風機と、前記水平空気流を発生させる第２の送風機
   とから成る特許請求の範囲第４項記載のロードステーシ
   ョン。 ７、前記支持手段が、半導体ウェーハを保持する多数の
   カセットを支持する手段を含み、前記通路手段はこの支
   持手段の少なくとも２個の間に位置し空気を前記発生手
   段へ戻すスロットから成る特許請求の範囲第４項記載の
   ロードステーション。 ８、前記チャンバがほぼ水平な下表面を有し、前記通路
   手段がこの下表面において空気を前記水平流とエアカー
   テンの発生手段へ戻すスロットから成る特許請求の範囲
   第１項記載のロードステーション。 ９、前記通路手段がクリーンルームの給気手段に接続し
   ているダクトから成り、この給気手段からの空気が前記
   通路手段へ供給される特許請求の範囲第１項記載のロー
   ドステーション。