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KR19980024008A - 클린 룸 - Google Patents

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KR19980024008A
KR19980024008A KR1019970014470A KR19970014470A KR19980024008A KR 19980024008 A KR19980024008 A KR 19980024008A KR 1019970014470 A KR1019970014470 A KR 1019970014470A KR 19970014470 A KR19970014470 A KR 19970014470A KR 19980024008 A KR19980024008 A KR 19980024008A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
chemical
clean room
air conditioning
ceiling
Prior art date
Application number
KR1019970014470A
Other languages
English (en)
Inventor
히토시 나가후네
타카아키 후쿠모토
하쿠시 시부야
코지 에자키
Original Assignee
기다오까 다까시
미쓰비시 뎅끼 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 기다오까 다까시, 미쓰비시 뎅끼 가부시끼가이샤 filed Critical 기다오까 다까시
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/167Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

반도체 장치 제조공정에서, 화학물질을 사용하는 제조장치로부터의 화학물질의 확산을 완전히 방지할 수 있음과 동시에, 반도체 웨이퍼의 반송시나 보관시등의 케미컬오염을 방지하기 위한 필요에 따른 공기조절관리를 저비용으로 행할 수 있는 클린룸을 제공한다. 클린룸1을 공기조절 계통이 독립한 복수의 영역으로 분리하여, 화학물질을 누출하는 제조장치6a를 배치한 제 2클린룸1b에서는, 순환덕트13에 케미컬필터를 설치하고 작업존5에서 생긴 케미컬 미스트를 제거한 공기를 천정 체임버4에 순환하는 공기조절방식을 채용하여, 다른 공기조절 계통을 가지는 영역에의 케미컬미스트의 확산을 방지하고 있다. 또한, 반송장치7a, 7b나 보관장치8a, 8b등이 설치된 제 1클린룸1a에서는, 케미컬프리에어를 필요한 영역에만 국소적으로 공급하는 공기조절방식을 채용한다.

Description

클린 룸
본 발명은, 반도체 장치등의 제조가 행하여지는 클린룸에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치는 클린룸의 환경에서의 오염에 의해 제품효율이 저하하기 때문에, 온도 습도가 제어됨과 동시에 통상수 미크론레벨의 이물질이 제거된 클린룸내에서 제조되고 있다.
도2는 종래의 클린룸을 나타내는 도면이다. 도면에서, 1은 클린룸, 2는 외기를 받아들여 온도 습도를 제어한 후 클린룸1에 공기를 공급하는 외조기로서, 외기도입용팬과 가열·냉각팬 및 가습기를 가지고 있다. 클린룸1은, 외조기2로부터 공기가 공급되는 천정체임버4와, 제조장치6, 6a나 천정주행방식등의 반송장치7, 순환장치를 내장한 보관장치8등이 배치되어 작업이 행해지는 작업존5과, 동력공급설비나 환경보전설비등이 배치된 유틸리티존9으로 구성되어 있고, 천정체임버4와 작업존5의 사이에는 천정체임버4의 공기로부터 수 미크론레벨의 먼지등의 이물질을 제거하는 HEPA(High Efficiency Particulate Air)필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Air)필터등의 천정필터10가 배치되며, 작업존5은 마루 면의 그레이팅(grating)12을 개재하여 유틸리티존9과 접하고, 유틸리티 존9에는 작업존5의 공기를 순환팬14에 의해 그레이팅(grating)12을 통해서 흡인하여, 유틸리티존9으로부터 천정체임버4에 공기를 순환시키는 순환덕트13가 배치되어 있다. 15는 순환덕트13에 설치된 순환공기의 온도조절장치이다. 또, 유산, 불산등을 사용하는 웨트처리장치 및 유기용제를 사용하는 도포장치나 현상장치등의 케미컬미스트를 발생하는 제조장치6a에 대해서는, 배기처리장치6b에 강제배기를 행함과 동시에, 이들 케미컬미스트를 발생하는 제조장치6a의 배치영역에는 커튼등의 간막이17를 설치하여, 사용약품으로부터 생기는 케미컬미스트의 작업존5에의 확산을 방지하고 있다.
또한, 클린룸1은, 외기로부터의 이물질침입을 방지하기 위해서 외기보다도 양압상태(陽壓狀態)로 하고 있지만, 도어의 개폐나 장치로부터의 배기등에 의해 클린룸11내의 기압이 저하하기 때문에, 상시 클린룸1내의 기압을 검출하여, 외조기2의 송풍팬의 회전수를 변화시켜서 외기보다도 일정치 양압상태가 되도록 압력을 콘트롤하고 있다.
반도체 장치의 고집적화에 의한 패턴의 미세화, 막 두께의 박막화에 따라서, 반도체 장치가 제조되는 클린룸내의 공기에 포함되는 유기물이나 무기물로 이루어지는 서브미크론 레벨의 케미컬미스트에 의한 케미컬오염도 문제시되게 되었다. 케미컬오염의 원인이 되는 케미컬미스트로서는, 클린룸내의 웨트처리장치등으로 사용되는 약품으로부터의 증발가스 뿐만 아니라, 받아들인 외기에 혼입하고 있던 유화계가스나 산계가스, 클린룸의 벽의 콘크리트나 제조장치의 도장(塗裝)으로부터의 증발가스등이 있고, 이하에 나타내는 것과 같은 악영향을 반도체 장치에 주고 있다.
1. 염소계가스나 산계가스는 반도체 장치에 사용하고 있는 금속등에 부식을 생기게 하여, 반도체 장치의 신뢰성을 저하시킨다. 특히, A1 배선에서는 부식에 의해 배선저항이 증가한다든지 단선등이 생겨서 트랜지스터특성의 변화나 기능상실을 발생시킨다.
2. CVD 법에 의한 성막에서는, 성막면의 오염에 의해 성막층의 이상성장이 생겨서 패턴형성의 이상이 발생하기 쉽게 된다.
3. 불소계가스는 표면상태를 변질시키고, 나트륨이온은 산화막을 증식산화시켜서 산화막 두께에 이상이 생기게 해서, 트랜지스터특성을 변화시킨다.
도 3은, 클린룸1의 공기의 순환계에 케미컬미스트를 제거할 수 있는 케미컬필터 16a, 16b, 16c를 배치한 예를 나타내고 있다. 16a는 그레이팅(grating)12의 밑으로 배치된 케미컬필터, 16b는 유틸리티존9으로부터 천정체임버4에 공기를 순환시키는 순환덕트13에 배치된 케미컬필터, 16c는 천정필터10에 추가한 케미컬필터이다. 케미컬필터16a, 16b, 16c의 적어도 어느 하나를 클린룸1내에 배치함에 의해, 작업존5으로부터 케미컬미스트를 제거하고 있다.
종래의 클린룸은 이상과 같이 구성되어 있고, 반도체 장치의 제조공정에서의 반도체 웨이퍼의 케미컬오염이 문제로 되어 있어, 케미컬오염의 원인이 되는 케미컬미스트의 발생원의 하나인 황산, 불산등을 사용하는 웨트처리장치 및, 유기용제를 사용하는 도포장치나 현상장치등의 케미컬미스트를 발생하는 장치6a에서의 케미컬미스트의 확산을 방지하기 위해서, 장치로부터 강제배기를 행하는 동시에, 이들 케미컬미스트가 발생하는 제조장치6a의 배치영역에는 커튼등의 경계17를 설치하고 있지만, 케미컬미스트의 확산을 완전히 방지할 수는 없고, 반송시및 보관시의 반도체 웨이퍼가 케미컬오염되는등의 문제가 있었다. 또한, 클린룸1의 공기 순환계에 케미컬미스트를 제거할 수 있는 케미컬필터16a∼16c를 배치하여, 클린룸1내를 순환하고 있는 모든 공기를 케미컬필터16a∼16c를 통과시킴으로써, 클린룸1의 작업존5으로부터 케미컬미스트를 제거하는 방법이 제안되어 있지만, 공기조절 설비의 initial cost 및 운전자금이 높아지는 등의 문제가 있었다.
본 발명은, 상기한 것과 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 반도체 장치의 제조공정에서, 산이나 유기용제등의 약품을 사용하는 장치에서의 케미컬미스트의 확산을 완전히 방지하는 동시에, 반도체 웨이퍼의 반송시나 보관시등의 케미컬오염을 방지하기 위한 필요에 따른 공기조절관리를 저비용으로 행할 수 있는 클린룸을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관계되는 클린룸은, 외조기에 의해 온도 습도가 제어된 공기가 공급되는 천정체임버와, 고성능필터가 배치된 천정필터부와, 천정체임버의 공기가 천정필터부에 의해 청정화되어 공급되는 작업존과, 작업존의 그레이팅(grating) 마루밑에 위치하고 동력공급설비나 환경보전설비등이 배치된 유틸리티존을 가지는 복수의 영역과, 각 영역마다 작업존의 공기를 유틸리티존으로부터 천정체임버에 순환시키는 순환덕트를 구비하여, 그 영역은 각별하게 공기조절 관리되는 것이다.
또한, 복수의 영역은 간막이를 사이에 두고 인접해 있는 것이다. 또한, 인접하는 영역 사이에는 보다 고청정도로 관리되는 영역측의 공기압력이, 인접하는 다른 영역의 공기압력보다 양압상태가 되도록 조정되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 클린룸을 나타내는 모식도.
도 2는 종래의 이 종류의 클린룸을 나타내는 모식도.
도 3은 종래의 다른 클린룸을 나타내는 모식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1 : 클린룸1a : 제 1클린룸
1b : 제 2클린룸2 : 외조기
3 : 케미컬 프리에어 공급장치4 : 천정체임버
5 : 작업존6 : 제조장치
6a : 케미컬 미스트를 발생하는 제조장치7a,7b : 반송장치
8a,8b : 보관장치9 : 유틸리티 존
10 : 천정필터11 : 팬 필터 유닛
12 : 그레이팅(grating)13 : 순환덕트
14 : 순환팬15 : 유타카조장치
16 : 케미컬필터17 : 간막이
(실시의 형태 1)
이하, 본 발명의 일실시의 형태인 클린룸을 도면에 의거해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 클린룸을 나타내는 모식도이다.
도면에서, 1은 클린룸, 1a, 1b는 클린룸1내에 형성되고, 독립된 공기조절 계통을 가지는 제 1, 제 2클린룸, 2은 외기를 받아들여서 온도 습도를 제어한 후 클린룸1에 공기를 공급하는 외조기, 3는 케미컬필터 및, HEPA 필터 또는 ULPA 필터가 설치된 케미컬프리에어의 공급장치, 4는 외조기2로부터 공기가 공급되는 천정체임버, 5는 제조장치6, 6a 및, 반송장치7a, 7b나 보관장치8a, 8b등이 배치되어 작업이 행해지는 작업존, 9은 동력공급설비나 환경보전설비등이 배치된 유틸리티존, 10은 천정체임버4와 작업존5의 사이에 설치된 HEPA 필터, 또는 ULPA 필터등의 천정필터로서, 천정체임버4의 공기로부터 0. 1미크론이상의 이물질을 99. 99%이상 제거한 클린에어를 작업존5에 공급한다. 11은 케미컬필터및 송풍팬으로 구성된 팬 필터 유닛으로서, 필요에 따라서 천정필터10에 추가배치되어, 케미컬미스트를 제거한 깨끗한 케미컬프리공기를 작업존5의 소정영역에 공급하고 있다. 12는 작업존5 마루 면의 그레이팅(grating), 13은 작업존5의 공기를 유틸리티존9에 설치된 순환팬14에 의해 그레이팅(grating)12을 통해서 흡인하여, 유틸리티 존9에서 천정체임버4에 공기를 순환시키는 순환덕트, 15는 순환덕트13에 설치된 순환공기의 온도조절 장치이다. 16은 순환덕트13에 설치된 케미컬필터로서, 케미컬미스트를 제거한 케미컬프리에어를 순환덕트13를 통해 천정체임버4에 공급한다. 또, 케미컬프리에어는 케미컬오염의 원인이 되는 케미컬미스트가 1ppt∼ 1f 범위의 농도로 제어된 공기이다.
클린룸1은, 반송장치7a, 7b나 보관장치8a, 8b및 화학물질을 거의 사용하지 않고, 또는 화학물질을 누출할 가능성이 낮은 장치6가 배치된 제 1클린룸1a이나, 화학물질을 다량 사용하여, 화학물질을 누출할 가능성이 높은 장치6a가 배치된 제 2클린룸1b등, 공기조절계통이 독립된 영역으로 분리되어, 요구되는 청정도 및, 그 청정도가 필요한 영역에 따라서 공기조절방식이 선택되고 있다.
또 클린룸1은, 외기로부터의 이물질침입을 방지하기 위해서, 도어의 개폐나 배기 등에 의한 기압의 저하를 고려하여 항상 클린룸1내의 기압을 검출해서, 외조기2의 송풍팬의 회전수를 변화시켜 외기보다도 일정치의 양압상태가 되도록 압력이 콘트롤되어 있지만, 클린룸1내에 형성되어 공기조절계통이 독립된 영역사이서도, 보다 고청정도로 관리되는 영역측의 공기압력이, 인접하는 다른 영역의 공기압력보다 양압상태가 되도록 콘트롤된다.
반송장치7a, 7b나 보관장치8a, 8b및 화학물질을 거의 사용하지 않고, 또는 화학물질을 누출할 가능성이 낮은 장치6가 배치된 제 1클린룸1a에서는, 케미컬프리에어가 필요한 작업존5 영역의 천정필터10에 팬 필터 유닛11을 추가배치하여, 천정주행방식의 반송장치7a나 개방형의 보관고8a에 클린인 케미컬프리에어를 공급하기도 하고, 밀폐구조의 반송로를 가지는 반송장치7b나 밀폐구조의 보관고8b에는, 케미컬프리에어의 공급장치3로부터 공급된 케미컬프리에어를, 배관을 통해 직접 공급하는 등, 국소적으로 깨끗한 케미컬프리에어를 공급하는 공기조절방식이 채용되어 있다.
또한, 화학물질을 다량으로 사용하여 화학물질을 누출할 가능성이 높은 장치6a가 배치된 제 2클린룸1b에서는, 순환덕트13에 케미컬필터16를 설치하여, 작업존5에서 발생된 케미컬미스트를 제거한 케미컬프리에어를 천정체임버4에 순환시키는 공기조절방식이 채용되어 있다. 또, 케미컬필터16는, 순환덕트13의 어떤 위치에 배치하더라도 케미컬미스트를 제거하여 천정체임버4에 케미컬프리에어를 공급할 수는 있으나, 순환계의 상류부분인 순환덕트13의 입구부분에 배치함으로서, 덕트벽에의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 제 2의 클린룸1b내의 기압은, 제 1클린룸1a에의 오염을 방지하기 위해서 제 1클린룸1a보다 부압상태(負壓狀態)로 하고, 외기로부터의 오염을 방지하기 위해서 외기보다 양압상태(陽壓狀態)가 되도록 콘트롤되어 있다.
이 실시의 형태1에 의하면, 클린룸1을 독립된 공기조절 계통을 가지는 복수의 영역으로 분리하여, 화학물질을 다량으로 사용해서 케미컬미스트를 발생시키는 제조장치6a를 모아서 하나의 제 2클린룸1b에 배치함으로써, 다른 공기조절 계통을 가지는 영역에의 케미컬미스트의 확산을 방지할 수 있다. 또한, 반송장치7a, 7b나 보관장치8a, 8b등이 배치된 제 1클린룸1a에서는, 필요에 따라서 국소적으로 깨끗한 케미컬프리에어를 공급함에 의해, 공기조절설비의 비용을 절감시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 클린룸을 독립한 공기조절 계통을 가지는 복수의 영역으로 분리함으로써, 각 영역간의 크로스콘터미네이션을 방지할 수 있음과 동시에, 보다 고청정도로 관리된 공기가 요구되는 경우라도, 필요한 영역에만 알맞은 공기조절방식에 의해서 최소한의 량을 공급할 수 있으므로, 공기조절설비의 비용을 절감할 수 있다.

Claims (3)

  1. 외조기에 의해 외기를 소정의 온도 습도 및 소정의 제진(除塵)레벨에 제어된 공기가 공급되는 천정체임버와,
    고성능필터가 배치된 천정필터부와,
    상기 천정체임버의 공기가 상기 천정필터부에 의해 청정화되어 공급되는 작업존과, 상기 작업존의 그레이팅(grating) 마루밑에 위치하여, 동력공급설비나 환경보전설비등이 배치된 유틸리티 존을 각각 가지는 복수의 영역과,
    상기 작업존의 공기를 상기 유틸리티 존을 거쳐서 상기 천정체임버에 각 영역마다 순환시키는 순환덕트를 구비하고, 상기 영역은 각별하게 공기조절 관리되는 것을 특징으로 하는 클린룸.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 영역은, 간막이를 사이에 두고 인접해 있는 것을 특징으로 하는 클린룸.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인접하는 영역의 사이는 보다 고청정도로 관리되는 영역측의 공기압력이, 인접하는 다른 영역의 공기압력보다 양압상태(陽壓狀態)가 되도록 조정되는 것을 특징으로 하는 클린룸.
KR1019970014470A 1996-09-20 1997-04-18 클린 룸 KR19980024008A (ko)

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