專利名稱：用于半導(dǎo)體器件的超凈室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超凈室，并且典型地涉及一種在其內(nèi)制造半導(dǎo)體器件等的超凈室。
背景技術(shù)：
作為一種用于制造半導(dǎo)體器件的傳統(tǒng)的超凈室，圖1所示的超凈室是已知的(日本專利待公開H10-96332)。超凈室101的全部面積由一個隔板101c分成具有相互獨立的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個第一區(qū)域101a和一個第二區(qū)域101b。制造設(shè)備114a、運輸設(shè)備127、儲存設(shè)備128等安裝在一個受到第一區(qū)域101a中的空氣調(diào)節(jié)的工作區(qū)域126a。另一方面，產(chǎn)生化學(xué)霧的制造設(shè)備114b安裝在一個受到第二區(qū)域101b中的空氣調(diào)節(jié)的工作區(qū)域126b。在第一區(qū)域101a中，來自一個外部空氣調(diào)節(jié)器111的空氣以及來自免化學(xué)空氣輸入設(shè)備123的免化學(xué)空氣與以下將描述的循環(huán)空氣一起經(jīng)過一個天花板室124a、具有化學(xué)過濾器112和非化學(xué)過濾器130a的風(fēng)扇過濾器單元125被送入工作區(qū)域126a，在該外部空氣調(diào)節(jié)器中空氣受到除塵和濕度控制，在該免化學(xué)空氣輸入設(shè)備中空氣被除去化學(xué)反應(yīng)成份。非化學(xué)過濾器130a是HEPA(HighEfficiency Particulate Air，高效微?？諝?過濾器和ULPA(Ultra LowPenetration Air，超低滲透空氣)過濾器等。送入工作區(qū)域126a的空氣被向前輸送通過柵狀地板107a(一種如同排水板狀的地板)下到一個運作區(qū)域129a。然后，空氣再經(jīng)運作區(qū)域129a 通過一個溫度控制設(shè)備132a、一個循環(huán)風(fēng)扇131a和一個循環(huán)輸送管109a返回到天花板室124a。在第二區(qū)域101b中，來自外部空氣調(diào)節(jié)器111的空氣與以下將描述的循環(huán)空氣一起經(jīng)過一個天花板室124b和非化學(xué)過濾器130b被送入工作區(qū)域126b，在該外部空氣調(diào)節(jié)器中空氣受到濕度控制。送入工作區(qū)域126b的空氣被向前輸送通過柵狀地板107b下到一個運作區(qū)域129b。然后，空氣再經(jīng)運作區(qū)域129b通過一個化學(xué)過濾器110、一個溫度控制設(shè)備132b、一個循環(huán)風(fēng)扇131b和一個循環(huán)排送管109b返回到天花板室124b。結(jié)果，大部分送入第一區(qū)域101a和第二區(qū)域101b的空氣分別僅在第一區(qū)域101a和僅在第二區(qū)域101b中循環(huán)。部分送入工作區(qū)域126a、126b的空氣由安裝在制造設(shè)備114a、114b等中的本機(jī)通風(fēng)機(jī)通過排送管(未示出)從超凈室101排出。這種設(shè)置是為了防止區(qū)域101a和區(qū)域101b之間的交叉污染。
然而，在傳統(tǒng)的超凈室101中，制造設(shè)備114a、運輸設(shè)備127、儲存設(shè)備128等一起處于一個其中有空氣循環(huán)的工作區(qū)域126a中。因此，例如在工作區(qū)域126a中的任何地方產(chǎn)生的微粒這樣的灰塵會污染已從運輸設(shè)備127輸送到制造設(shè)備114a的暴露的半導(dǎo)體晶片。
在第一區(qū)域101a中，已通過化學(xué)過濾器112的空氣和已通過非化學(xué)過濾器130a的空氣在工作區(qū)域126a的循環(huán)處理中和以后的處理中相互混合，使得化學(xué)過濾器112的負(fù)載增加。這是因為導(dǎo)致化學(xué)污染的化學(xué)霧(鈉、鉀、鋁、鐵、鈷、鎳、銅、氨等的原子或離子)不僅從制造設(shè)備中產(chǎn)生，也由于物件的運輸和工人在工作區(qū)域126a中的移動而產(chǎn)生。在第二區(qū)域101b中的化學(xué)過濾器110的負(fù)載也增加，因為來自整個工作區(qū)域126b的空氣通過化學(xué)過濾器110，即，不僅有來自制造設(shè)備114b的區(qū)域的空氣，也有來自工人在設(shè)備周圍移動的區(qū)域的空氣。結(jié)果，化學(xué)過濾器112和110不得不被頻繁地更換，例如，以若干個月至若干年為間隔。于是就增加了化學(xué)過濾器的運作成本。
例如HEPA和ULPA的非化學(xué)過濾器130a和130b在運作成本上的問題較小，因為這種非化學(xué)過濾器的單位成本不高于化學(xué)過濾器的運作成本的三分之一，并且因為非化學(xué)過濾器的更換的頻繁程度會低于化學(xué)過濾器的更換的頻繁程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種超凈室，它防止例如半導(dǎo)體晶片的要被處理的物件的污染，并且使化學(xué)過濾器的運作成本降低。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種超凈室，包括一個設(shè)備安裝區(qū)域，在其中安裝有用于處理要被處理的物件的設(shè)備；
一個處理區(qū)域，在其中要被處理的物件被裝載到所述設(shè)備中或從所述設(shè)備卸下；和一個操作區(qū)域，在其中操作設(shè)備，其中，所述設(shè)備安裝區(qū)域、所述處理區(qū)域和所述操作區(qū)域按上述次序如此水平地布置，使得由隔板而被相互分隔，并且，其中，所述設(shè)備安裝區(qū)域、所述處理區(qū)域和所述操作區(qū)域是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備安裝區(qū)域、處理區(qū)域和操作區(qū)域是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。因此，例如在設(shè)備安裝區(qū)域或者在操作區(qū)域中產(chǎn)生的微粒這樣的灰塵不會污染在處理區(qū)域中暴露的要被處理的物件。于是可防止物件的污染。
在本發(fā)明的一個實施例中，采用通過一個化學(xué)過濾器的空氣對處理區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并且，采用通過非化學(xué)過濾器的空氣對設(shè)備安裝區(qū)域和操作區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
根據(jù)此實施例，可以容易地達(dá)到在這些區(qū)域中通常所要求的超凈程度，因為在處理區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)是采用通過化學(xué)過濾器的空氣來執(zhí)行的，在設(shè)備安裝區(qū)域和在操作區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)是采用通過各非化學(xué)過濾器的空氣來執(zhí)行的。此外，通過化學(xué)過濾器的空氣僅在處理區(qū)域中循環(huán)而不與設(shè)備安裝區(qū)域和操作區(qū)域中的空氣相混合。所以，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，化學(xué)過濾器不容易被污染。因此，化學(xué)過濾器的運作成本可低于傳統(tǒng)的超凈室中的化學(xué)過濾器的運作成本。
本文中，一個“化學(xué)過濾器”是指一個用于采用化學(xué)反應(yīng)來除去導(dǎo)致要被處理的物件的化學(xué)污染的化學(xué)霧(鈉、鉀、鋁、鐵、鈷、鎳、銅、氨等的原子或離子)的過濾器，一個“非化學(xué)過濾器”是指一個用于不采用任何化學(xué)反應(yīng)而物理地俘獲和除去微粒的過濾器。所述非化學(xué)過濾器例如是一個HEPA(HighEfficiency Particulate Air，高效微?？諝?過濾器和一個ULPA(Ultra LowPenetration Air，超低滲透空氣)過濾器。
在本發(fā)明的一個實施例中，超凈室還包括一個天花板室，設(shè)置在各設(shè)備安裝區(qū)域，處理區(qū)域和操作區(qū)域中的天花板下；一個目標(biāo)區(qū)，設(shè)置在所述天花板室之下并且通過一個指定的過濾器進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)；一個地板底區(qū)，經(jīng)柵狀地板設(shè)置在所述目標(biāo)區(qū)之下；和一個循環(huán)排送管，設(shè)置來用于通過它將來自地板底區(qū)的空氣回送到所述天花板室。
根據(jù)此實施例，從天花板室通過指定的過濾器將空氣送入各設(shè)備安裝區(qū)域，處理區(qū)域和操作區(qū)域中的目標(biāo)區(qū)。送入目標(biāo)區(qū)的空氣通過柵狀地板流入地板底區(qū)，并且從地板底區(qū)通過循環(huán)排送管返回到天花板室。在天花板室中，從地板底區(qū)返回的空氣被混合以從超凈室之外取得的相對少量的空氣(受到適當(dāng)?shù)目諝庹{(diào)節(jié)的限制，例如根據(jù)所要求的超凈程度的除塵和除化學(xué)物質(zhì))。混合后的空氣通過過濾器被再次送入目標(biāo)區(qū)。于是，在超凈室中，各區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)在一個循環(huán)系統(tǒng)中執(zhí)行，這就減小了設(shè)置在各區(qū)域中的過濾器上的負(fù)載。結(jié)果，可降低過濾器的運作成本。
在本發(fā)明的一個實施例中，經(jīng)操作區(qū)域水平地設(shè)置多個加工區(qū)間，各由設(shè)備安裝區(qū)域和處理區(qū)域的組合構(gòu)成，并且，所述多個加工區(qū)間是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
根據(jù)此實施例，在各加工區(qū)間可單獨地設(shè)置一個超凈度，并且因此可以根據(jù)安裝在各加工區(qū)間中的用于處理要被處理的物件的目的的設(shè)備的類型來設(shè)置該超凈度。
在本發(fā)明的一個實施例中，經(jīng)一個隔板由周圍通道區(qū)域環(huán)繞一個由多個加工區(qū)間和操作區(qū)域構(gòu)的內(nèi)部超凈區(qū)域，并且，所述周圍通道區(qū)域是獨立于所述內(nèi)部超凈區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
根據(jù)此實施例，周圍通道區(qū)域發(fā)揮在一個超凈室的外部空間和該內(nèi)部超凈區(qū)域之間的一個緩沖器的功能。因此，可穩(wěn)定地執(zhí)行在內(nèi)部超凈區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)，而不受超凈室的外部環(huán)境的影響。
在本發(fā)明的一個實施例中，經(jīng)平面地板在內(nèi)部超凈區(qū)域的下面設(shè)置一個輔助機(jī)器區(qū)域，其中安裝有一個用于輔助于設(shè)備的操作的輔助機(jī)器，并且，所述輔助機(jī)器區(qū)域是獨立于所述內(nèi)部超凈區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
根據(jù)此實施例，經(jīng)平面地板在內(nèi)部超凈室的下面安裝輔助機(jī)器?？刹捎猛ㄟ^管道系統(tǒng)垂直連接至設(shè)備的輔助機(jī)器來協(xié)助設(shè)備的操作。這種設(shè)置使設(shè)備安裝區(qū)域的面積和體積小于其中輔助機(jī)器是與設(shè)備安裝在一起的設(shè)備安裝區(qū)域的面積和體積。上述設(shè)置也使管道系統(tǒng)的長度可實際地小于輔助機(jī)器安裝在超凈室外的傳統(tǒng)情形中的管道系統(tǒng)的長度。
此外，在此實施例的超凈室中，輔助機(jī)器區(qū)域是獨立于所述內(nèi)部超凈區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的，使得在內(nèi)部超凈區(qū)域中需要的超凈程度不受到削弱并且可容易地達(dá)到。
本文中，一個“輔助機(jī)器”是指與要被處理的物件并非直接相關(guān)但協(xié)助設(shè)備的操作的設(shè)備?！拜o助機(jī)器”的例子是，一個泵單元，用于通過管道系統(tǒng)從需要真空的設(shè)備抽出空氣；一個熱交換器，用于通過設(shè)備中的兩路管道系統(tǒng)的循環(huán)冷水使設(shè)備降溫；和一個有害物質(zhì)消除裝置，用于當(dāng)設(shè)備釋放出對人體有害的物質(zhì)時通過管道系統(tǒng)將有害物質(zhì)從設(shè)備取走，將該物質(zhì)改變成無害物質(zhì)，并且從超凈室釋放出該無害物質(zhì)。
在本發(fā)明的一個實施例中，多個輔助機(jī)器安裝在一個其中有空氣循環(huán)的共用的輔助機(jī)器區(qū)域中。
根據(jù)此實施例，輔助機(jī)器中的空氣調(diào)節(jié)比為各輔助機(jī)器設(shè)置一個獨立的輔助機(jī)器區(qū)域的情形較易進(jìn)行。
在本發(fā)明的一個實施例中，共用的輔助機(jī)器區(qū)域與周圍通道區(qū)域相連通，以共同對輔助機(jī)器區(qū)域和周圍通道區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
根據(jù)此實施例，這些區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)比相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的區(qū)域的情形較易進(jìn)行。
在本發(fā)明的一個實施例中，在內(nèi)部超凈區(qū)域中，要求高超凈度的一個區(qū)域中的氣壓被設(shè)置得高于的要求低超凈度的一個區(qū)域中的氣壓。
根據(jù)此實施例，防止灰塵從一個要求低凈度的區(qū)域流入一個要求高超凈度的區(qū)域。結(jié)果，一個要求高超凈度的區(qū)域中的超凈程度保持得令人滿意。
在本發(fā)明的一個實施例中，要被處理的物件只通過操作區(qū)域從其中一個加工區(qū)間運輸?shù)搅硗庖粋€加工區(qū)間。
根據(jù)此實施例，由于要被處理的物件只通過操作區(qū)域從其中一個加工區(qū)間運輸?shù)搅硗庖粋€加工區(qū)間，物件并不經(jīng)過設(shè)備安裝區(qū)域。因此，可防止物件被設(shè)備安裝區(qū)域中的設(shè)備產(chǎn)生的化學(xué)霧所污染。
在本發(fā)明的一個實施例中，允許柵狀地板上的操作者只在周圍通道區(qū)域與操作區(qū)域之間和周圍通道區(qū)域與設(shè)備安裝區(qū)域之間行走。
根據(jù)此實施例，不允許工人進(jìn)入處理區(qū)域，并且不允許工人直接在操作區(qū)域和設(shè)備安裝區(qū)域之間行走。這樣，由于工人的行走所導(dǎo)致的空氣調(diào)節(jié)中的紊亂減到最小。


從以下給出詳細(xì)說明和僅用于圖解而非限制本發(fā)明的附圖，可以更充分地理解本發(fā)明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的超凈室的一部分的一個垂直剖面圖；圖2是圖解超凈室的一個平面布置的視圖；圖3是傳統(tǒng)的超凈室的一個垂直剖面圖。
實施例說明以下，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的超凈室的一個實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1示出用于制造半導(dǎo)體器件的一個超凈室1的一個垂直剖面圖，它是沿圖2的線X-X’所取得的。圖2示出超凈室1的一個平面布置。
在圖2中，參考標(biāo)號3a指示一個其中安裝有一個離子注入設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3b指示一個其中安裝有一個光平面印刷設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3c指示一個其中安裝有一個干蝕刻設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3d指示一個其中安裝有一個CMP設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3e指示一個其中安裝有一個氧化和擴(kuò)散設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3f指示一個其中安裝有一個濕清洗設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。標(biāo)號3g指示一個其中安裝有一個CVD設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域標(biāo)。號3h指示一個其中安裝有一個金屬膜形成設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域。以下，如需要，設(shè)備安裝區(qū)域由參考標(biāo)號3表示。安裝上述設(shè)備，作為分別對如半導(dǎo)體晶片(以下稱為“晶片”)這樣的要被處理的物件施加指定的處理的設(shè)備。
如圖2所示，一個或兩個處理區(qū)域4與各設(shè)備安裝區(qū)域3相鄰接。一個設(shè)備安裝區(qū)域3和一個或兩個處理區(qū)域4的組合形成一個加工區(qū)間。在本例中，多個加工區(qū)間經(jīng)一個操作區(qū)域2垂直地和水平地設(shè)置成四行和兩列。處理區(qū)域4用于將晶片裝載到安裝在與處理區(qū)域4相鄰接的設(shè)備安裝區(qū)域3中的設(shè)備上或從該設(shè)備上卸下。設(shè)備安裝區(qū)域3和相鄰接的處理區(qū)域4被一個通常為平板形狀的隔板42相分隔。加工區(qū)間和操作區(qū)域2被通常為平板形狀的隔板43，44相分隔。一個周圍通道區(qū)域5包圍一個矩形區(qū)域1i，在其中加工區(qū)間被布置成四行和兩列(以下將該矩形區(qū)域稱為“內(nèi)部超凈區(qū)域”)。周圍通道區(qū)域5和內(nèi)部超凈區(qū)域1i被一個隔板41相分隔。設(shè)置周圍墻壁40作為周圍通道區(qū)域5的一個外側(cè)邊界。周圍墻壁40限定超凈室1的外側(cè)。
布置在內(nèi)部超凈區(qū)域1i中的加工區(qū)間是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的，并且操作區(qū)域2的空氣調(diào)節(jié)是獨立于加工區(qū)間的空氣調(diào)節(jié)的。因此，在各加工區(qū)間可單獨地根據(jù)安裝在加工區(qū)間中的用于處理要被處理的物件的目的的設(shè)備的類型來設(shè)置一個超凈程度。另一方面，周圍通道區(qū)域5是獨立于內(nèi)部超凈區(qū)域1i進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。因此，周圍通道區(qū)域5發(fā)揮在一個超凈室1的外部空間和內(nèi)部超凈區(qū)域1i之間的一個緩沖器的功能。因此，可穩(wěn)定地執(zhí)行在內(nèi)部超凈區(qū)域1i中的空氣調(diào)節(jié)，而不受超凈室1的外部環(huán)境的影響。
在周圍墻壁40設(shè)置一個門22，工人(設(shè)備操作員和維修人員)可通過該門在周圍通道區(qū)域5和操作區(qū)域2之間行走。在隔板41設(shè)置一個門20，工人(主要是設(shè)備操作員)可通過該門在周圍通道區(qū)域5和操作區(qū)域2之間行走，以及門21，工人(主要是維修人員)可通過該門在周圍通道區(qū)域5和設(shè)備安裝區(qū)域3之間行走。除了上述門之外，不設(shè)置其它的門。結(jié)果，允許工人只在內(nèi)部超凈區(qū)域1i中的周圍通道區(qū)域5與操作區(qū)域2之間和周圍通道區(qū)域5與設(shè)備安裝區(qū)域3之間行走。即，不允許工人進(jìn)入處理區(qū)域4，并且不允許工人直接在操作區(qū)域2和設(shè)備安裝區(qū)域3之間行走。這樣，由于工人的行走所導(dǎo)致的空氣調(diào)節(jié)中的紊亂減到最小。
如圖1所示，超凈室1具有柵狀地板7(包括若干部分7a、7b、7c和7p)、設(shè)置在地板1下面的平面地板8、和設(shè)置在地板8下面的平面地板6。工人在柵狀地板7上行走。
前述的隔板41、42和43從天花板50伸延至地板8。在天花板50和地板8之間，由隔板41和42限定的空間用于設(shè)備安裝區(qū)域3，由隔板42和43限定的空間用于處理區(qū)域4，并且由隔板43和43(以及圖2中的隔板44和44)限定的空間用于操作區(qū)域2。在處理區(qū)域4中，如以下所描述的，晶片直接暴露于空氣流。因此，處理區(qū)域4中的超凈程度必須高于其它區(qū)域3和2中的超凈程度。于是，考慮到空氣調(diào)節(jié)的效率，處理區(qū)域4的容量被設(shè)置得盡可能小。
在設(shè)備安裝區(qū)域3和操作區(qū)域2的天花板50附近，設(shè)置天花面板45a和45c，其中分別安裝由HEPA過濾器18a和18c。據(jù)此，天花板室24a和24c分別形成在天花板50與天花面板45a和45c之間。在各處理區(qū)域4的天花板50的附近，在隔板42和43之間以薄板狀態(tài)安裝有一個化學(xué)過濾器10和一個ULPA過濾器19，使得在天花板50和化學(xué)過濾器10之間形成一個天花板室24b。由于它僅位于內(nèi)部超凈區(qū)域1i中設(shè)置有化學(xué)過濾器10的處理區(qū)域4中，提供化學(xué)過濾器的初始成本與在傳統(tǒng)的超凈室中使用的化學(xué)過濾器的成本相比可降低，要進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的目標(biāo)區(qū)25a、25b和25c分別是一個在各設(shè)備安裝區(qū)域3中從天花面板45a伸延至柵狀地板7a的區(qū)間、一個在各處理區(qū)域4中從ULPA過濾器19伸延至柵狀地板7b的區(qū)間、和一個在操作區(qū)域2中從天花面板45c伸延至柵狀地板7c的區(qū)間。前述的設(shè)備14安裝在設(shè)備安裝區(qū)域3中的目標(biāo)區(qū)25a中。一個晶片運輸機(jī)械手13安裝在處理區(qū)域4中的目標(biāo)區(qū)25b中。一個公知的SMIF(Standard Mechanical Interface，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口)盒12設(shè)置在操作區(qū)域2中的目標(biāo)區(qū)25c中。
在操作區(qū)域2中，帶有置于其中的一個晶片承載件的SMIF盒由工人攜至設(shè)備14的一個端口。然后由一個運輸機(jī)械手13將晶片置入處理區(qū)域4，并且在一種直接暴露于空氣流的狀態(tài)中從晶片承載件裝載到設(shè)備14中。在設(shè)備14中處理之后，從設(shè)備14卸下晶片，以便由操作區(qū)域4中的機(jī)械手13再置入SMIF盒12中，并且送回操作區(qū)域2。如果安裝設(shè)備安裝區(qū)域3中的設(shè)備14是具有一個真空室的類型，則晶片的移動并不導(dǎo)致操作區(qū)域2中的空氣調(diào)節(jié)和操作區(qū)域4的空氣調(diào)節(jié)之間的干擾。如果安裝在設(shè)備安裝區(qū)域3中的設(shè)備14是不具有真空室的類型(例如，大氣壓力型)，則晶片的移動暫時導(dǎo)致操作區(qū)域2中的空氣調(diào)節(jié)和操作區(qū)域4的空氣調(diào)節(jié)之間的干擾。然而，干擾的量很小。處理之間的晶片的運輸是由SMIF系統(tǒng)來執(zhí)行的，即，由設(shè)備操作員移動放置晶片承載件的SMIF盒12來執(zhí)行的。換言之，晶片僅通過操作區(qū)域2從一個加工區(qū)間運輸至另一個加工區(qū)間，并不需要操作員通過設(shè)備安裝區(qū)域3運送晶片。因此，可防止晶片受到安裝在設(shè)備安裝區(qū)域3中的設(shè)備所產(chǎn)生的化學(xué)霧的污染。此外，防止晶片暴露于操作區(qū)域2中的空氣流，因為晶片放置在那里的SMIF盒中。于是，可防止晶片的污染。
在各設(shè)備安裝區(qū)域3中，在柵狀地板7a和地板8之間并且接近如圖1所示左側(cè)的端墻壁的一個地板底區(qū)29a中安裝一個循環(huán)風(fēng)扇31。循環(huán)風(fēng)扇31在循環(huán)風(fēng)扇31的前側(cè)配備有一個溫度控制器32。在循環(huán)風(fēng)扇31的后側(cè)，設(shè)置有一個循環(huán)排送管9，它垂直地伸延，以便將地板底區(qū)29a連接至天花板室24a。在各處理區(qū)域4中，在柵狀地板7b和地板8之間并且接近圖1中未示出的端墻壁但在其側(cè)附近的一個地板底區(qū)29b中安裝一個循環(huán)風(fēng)扇。循環(huán)風(fēng)扇在其前側(cè)配備有一個溫度控制器。在循環(huán)風(fēng)扇的后側(cè)也設(shè)置有一個循環(huán)排送管(未示出)，它垂直地伸延，以便將地板底區(qū)29b連接至天花板室24b。以與上述相同的方式，在操作區(qū)域2中，在柵狀地板7c和地板8之間并且接近圖1中未示出的端墻壁但在其側(cè)附近的一個地板底區(qū)29c中安裝一個其前側(cè)配備有一個溫度控制器的循環(huán)風(fēng)扇。在循環(huán)風(fēng)扇的后側(cè)也設(shè)置有一個循環(huán)排送管(未示出)，它垂直地伸延，以便將地板底區(qū)29c連接至天花板室24c。
在超凈室1外側(cè)設(shè)置一個外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11，用于送入已受除塵和濕度控制的空氣。由外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸送的空氣被送入設(shè)備安裝區(qū)域3中的天花板室24a、處理區(qū)域4中的天花板室24b、和操作區(qū)域2中的天花板室24c，基本上不經(jīng)過化學(xué)過濾器。然而，由外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸送的空氣通過能夠去除有機(jī)物質(zhì)的化學(xué)過濾器20a和20b被分別送入其中安裝有氧化和擴(kuò)散設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域3e中的天花板室24a和鄰近的處理區(qū)域4中的天花板室24b。這是因為氧化和擴(kuò)散處理易受到作為化學(xué)霧的有機(jī)物質(zhì)的負(fù)面影響。另一方面，光平面印刷處理易受到作為化學(xué)霧的氨的負(fù)面影響。因此，由外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸送的空氣通過能夠除去氨的化學(xué)過濾器(未示出)被送入其中安裝有光平面印刷設(shè)備的設(shè)備安裝區(qū)域3a中的天花板室和鄰近的處理區(qū)域4中的天花板室。
從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11向各設(shè)備安裝區(qū)域3中的天花板室24a輸送的空氣與以下描述的循環(huán)空氣一起通過HEPA過濾器18a被凈化。凈化后的空氣接著被輸送到目標(biāo)區(qū)25a，以便通過柵狀地板7a流入地板底區(qū)29a。流入地板底區(qū)29a的空氣因循環(huán)風(fēng)扇31的旋轉(zhuǎn)而在水平方向移動(如圖1的箭頭16所示)。之后，空氣受到溫度控制器32的溫度控制，并且通過循環(huán)風(fēng)扇31送至循環(huán)排送管9，以返回天花板室24a。在天花板室24a中，從地板底區(qū)29a返回的空氣通過排送管9，即，循環(huán)空氣波混合以相對少量的從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸入的空氣?；旌虾蟮目諝馔ㄟ^HEPA過濾器18a被輸送至目標(biāo)區(qū)25a。輸送至目標(biāo)區(qū)25a的大部分空氣成為循環(huán)空氣。然而，一部分輸入的空氣由安裝在設(shè)備14中的本機(jī)通風(fēng)裝置等(以氣箱排氣、熱排氣等形式)通過排送管(未示出)釋出超凈室1。
從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11向各處理區(qū)域4中的天花板室24b輸送的空氣與以下描述的循環(huán)空氣一起通過化學(xué)過濾器10和ULPA過濾器19被凈化。接著，空氣接著被輸送到目標(biāo)區(qū)25b，以便通過柵狀地板7b流入地板底區(qū)29b。流入地板底區(qū)29b的空氣因循環(huán)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)而在水平方向移動(朝向接近圖1中的參考標(biāo)號17b所示的方向)。之后，空氣受到溫度控制器的溫度控制，并且通過循環(huán)風(fēng)扇送至循環(huán)排送管，該排送管將地板底區(qū)29b連接至天花板室24b，以返回天花板室24b。在天花板室24b中，從地板底區(qū)29b返回的空氣通過非送管，即，循環(huán)空氣被混合以相對少量的從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸入的空氣?；旌虾蟮目諝馔ㄟ^化學(xué)過濾器10和ULPA過濾器19被輸送至目標(biāo)區(qū)25b。
以同樣的方式，從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11向各操作區(qū)域2中的天花板室24c輸送的空氣與以下描述的循環(huán)空氣一起通過HEPA過濾器18c被凈化。接著，空氣接著被輸送到目標(biāo)區(qū)25c，以通過柵狀地板7c流入地板底區(qū)29c。流入地板底區(qū)29c的空氣因循環(huán)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)而在水平方向移動(朝向接近圖1中的參考標(biāo)號17c所示的方向)。之后，空氣受到溫度控制器的溫度控制，并且通過循環(huán)風(fēng)扇送至循環(huán)排送管，該排送管將地板底區(qū)29c連接至天花板室24c，以返回天花板室24c。在天花板室24c中，從地板底區(qū)29c返回的空氣通過排送管，即，循環(huán)空氣被混合以相對少量的從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11輸入的空氣。混合后的空氣通過HEPA過濾器18c被輸送至目標(biāo)區(qū)25c。
于是，超凈室1中的區(qū)域3、4和2中的空氣調(diào)節(jié)在一個循環(huán)系統(tǒng)中得到執(zhí)行，該系統(tǒng)減小了設(shè)置在區(qū)域3、4和2中的過濾器18a、10、19和18c的負(fù)載。此外，區(qū)域3、4和2中的空氣調(diào)節(jié)是相互獨立地進(jìn)行的。因此，在處理區(qū)域4中暴露的晶片不會受到例如在設(shè)備安裝區(qū)域3或在操作區(qū)域2中產(chǎn)生的灰塵的污染。根據(jù)正常要求的超凈程度，通過處理區(qū)域4中的循環(huán)空氣的空氣調(diào)節(jié)是采用化學(xué)過濾器10來執(zhí)行的，并且通過設(shè)備安裝區(qū)域3和操作區(qū)域2中的循環(huán)空氣的空氣調(diào)節(jié)是采用分別只經(jīng)過非化學(xué)過濾器18a和18c的空氣來執(zhí)行的。即，經(jīng)過化學(xué)過濾器10的循環(huán)空氣僅在處理區(qū)域4中循環(huán)，并且不與設(shè)備安裝區(qū)域3和操作區(qū)域2中的循環(huán)空氣相混合。因此，使化學(xué)過濾器10的負(fù)載小于現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)載。于是，化學(xué)過濾器10的運作成本可低于用于傳統(tǒng)的超凈室中的化學(xué)過濾器的運作成本。
一個共用于多個加工區(qū)間的輔助機(jī)器區(qū)域30設(shè)置在內(nèi)部超凈區(qū)域1i的平面地板8之下。輔助機(jī)器區(qū)域30設(shè)置有輔助機(jī)器15，用于協(xié)助加工區(qū)間中的設(shè)備14的操作。在此方式中，輔助機(jī)器區(qū)域30共用于多個加工區(qū)間的理由是由此得到的輔助機(jī)器區(qū)域30中的空氣調(diào)節(jié)較為各輔助機(jī)器15提供一個獨立的輔助機(jī)器區(qū)域的情形更為容易。輔助機(jī)器的例子是，一個泵單元，一個熱交換單元，一個有害物質(zhì)消除裝置等。泵單元用于通過管道系統(tǒng)從設(shè)備14中抽出空氣以形成設(shè)備14中的真空。熱交換單元通過設(shè)備14中的兩路管道系統(tǒng)的循環(huán)冷水使設(shè)備14降溫。有害物質(zhì)消除裝置通過管道系統(tǒng)從釋放對人體有害的物質(zhì)的設(shè)備14將有害物質(zhì)取走，然后將該有害物質(zhì)改變成無害物質(zhì)，并且從超凈室釋放出該無害物質(zhì)。在本實施例中，設(shè)備14的操作由通過管道系統(tǒng)39連接至設(shè)備14的一個輔助設(shè)備15進(jìn)行協(xié)助。這種布置使得設(shè)備安裝區(qū)域3的面積和體積小于其中輔助機(jī)器15與設(shè)備14安裝在一起的設(shè)備安裝區(qū)域的面積和體積。連接在設(shè)備14和輔助機(jī)器15之間的管道系統(tǒng)39是在垂直方向上設(shè)置的。管道系統(tǒng)39的長度與在水平方向上設(shè)置管道系統(tǒng)的情形相比實際上可較短，使得輔助機(jī)器15可安裝在超凈室1之外。
在本實施例中，輔助機(jī)器區(qū)域30通過柵狀地板7p和一個排送管30p部分與周圍通道區(qū)域5相連通。因此，輔助區(qū)域30和周圍通道區(qū)域5共同受到從外部空氣調(diào)節(jié)機(jī)11送入的空氣的空氣調(diào)節(jié)。由此，使得這些區(qū)域中的空氣調(diào)節(jié)較相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的區(qū)域的情形更容易。輔助機(jī)器區(qū)域30和周圍通道區(qū)域5分別由隔板41和平面地板6與內(nèi)部超凈區(qū)域1i相分隔。因此，輔助機(jī)器區(qū)域30和周圍通道區(qū)域5是獨立于內(nèi)部超凈區(qū)域1i而進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。繼而，內(nèi)部超凈區(qū)域1i中所要求的超凈程度可以容易地達(dá)到，因為內(nèi)部超凈區(qū)域1i中的超凈程度不會由于輔助機(jī)器區(qū)域30和/或周圍通道區(qū)域5而被削弱。送入輔助機(jī)器區(qū)域30的空氣由安裝在輔助機(jī)器15中的本機(jī)通風(fēng)裝置通過排送管(未示出)釋出超凈室1。
就上述區(qū)域中的空氣壓力而言，其中晶片暴露于空氣流的處理區(qū)域4中的壓力被設(shè)置得最高。按處理區(qū)域4、操作區(qū)域2、設(shè)備安裝區(qū)域3、周圍通道區(qū)域5和輔助機(jī)器區(qū)域30的順序，前者的壓力設(shè)置得高于后者。換言之，要求高的超凈度的區(qū)域中的壓力被設(shè)置得高于要求低的超凈度的區(qū)域中的壓力。區(qū)域中的壓力的差別是0.2mm H2O。采用這種設(shè)置，灰塵不會從要求低的超凈度的一個區(qū)域流入要求高的超凈度的一個區(qū)域。因此，要求高的超凈度的區(qū)域可滿意地保持高程度的清潔。例如，當(dāng)晶片從操作區(qū)域2移至處理區(qū)域4或者相反從處理區(qū)域4移至操作區(qū)域2時，可防止灰塵從操作區(qū)域2流入處理區(qū)域4中。當(dāng)周圍通道區(qū)域5和操作區(qū)域2之間的門20被打開時，可防止灰塵從周圍通道區(qū)域5流入操作區(qū)域2。當(dāng)周圍通道區(qū)域5和設(shè)備安裝區(qū)域3之間的門21被打開時，可防止灰塵從周圍通道區(qū)域5流入設(shè)備安裝區(qū)域3。
就實際中應(yīng)用于半導(dǎo)體器件制造工廠的超凈室1而言，化學(xué)過濾器的初始成本或安裝成本與用于傳統(tǒng)的超凈室的化學(xué)過濾器的成本相比可以減半?；瘜W(xué)過濾器的運作成本與用于傳統(tǒng)的超凈室的化學(xué)過濾器的運作成本的情形相比可以減至十分之一。
采用其中化學(xué)霧是氨的一個例子，這種效果將描述如下。在沒有化學(xué)過濾器的一個傳統(tǒng)的超凈室中的氨的濃度是5ng/L(每公升毫微克)的數(shù)量級。為了將氨的濃度降低至0.05ng/L的目標(biāo)值或更低。要求化學(xué)過濾器具有99％或更高的清除效率。目前尚未有具有這種清除效率的單一的過濾器，因此需要各具有90％的清除效率的雙過濾器以用于達(dá)到99％的清除效率。另一方面，在本實施例的超凈室1中，其中產(chǎn)生氨的設(shè)備安裝區(qū)域3與其中幾乎不產(chǎn)生氨的處理區(qū)域4相分隔。在處理區(qū)域4中，在沒有安裝化學(xué)過濾器的狀態(tài)下，氨的濃度是0.5ng/L。接著，在處理區(qū)域4中，僅安裝一個具有清除效率為90％的化學(xué)過濾器，氨的濃度降低至0.05ng/L的目標(biāo)值或更低。因此，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)過濾器的初始成本與用于傳統(tǒng)的超凈室的化學(xué)過濾器的成本相比可以減半。傳統(tǒng)的沒有化學(xué)過濾器的超凈室中的氨的濃度是5ng/L，而本發(fā)明中沒有化學(xué)過濾器的超凈室中的氨的濃度是0.5ng/L。此10∶1的氨濃度比等于現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明之間的運作成本的比。
在本實施例中，晶片由SMIF系統(tǒng)運輸。然而，晶片的運輸不限于SMIF系統(tǒng)。例如，自動運輸機(jī)械手可用于運輸晶片。
從上述說明明顯可見，根據(jù)本發(fā)明的超凈室可防止要被處理的物件的污染并且降低化學(xué)過濾器的運作成本。
已對本發(fā)明進(jìn)行了說明，顯然可以許多方式改變本發(fā)明。并不認(rèn)為這樣的變化是脫離本發(fā)明的精神和范圍的，并且對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，所有這些修改是包括在以下的權(quán)利要求的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種超凈室，包括一個設(shè)備安裝區(qū)域，在其中安裝有用于處理要被處理的物件的設(shè)備；一個處理區(qū)域，在其中要被處理的物件被裝載到所述設(shè)備中或從所述設(shè)備卸下；和一個操作區(qū)域，在其中操作設(shè)備，其中，所述設(shè)備安裝區(qū)域、所述處理區(qū)域和所述操作區(qū)域按上述次序如此水平地布置，使得由隔板而被相互分隔，并且，其中，所述設(shè)備安裝區(qū)域、所述處理區(qū)域和所述操作區(qū)域是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超凈室，其特征在于，采用通過一個化學(xué)過濾器的空氣對所述處理區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并且，采用通過非化學(xué)過濾器的空氣對所述設(shè)備安裝區(qū)域和所述操作區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超凈室，其特征在于，還包括一個天花板室，設(shè)置在各所述設(shè)備安裝區(qū)域、處理區(qū)域和操作區(qū)域中的天花板下；一個目標(biāo)區(qū)，設(shè)置在所述天花板室之下并且通過一個指定的過濾器進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)；一個地板底區(qū)，經(jīng)柵狀地板設(shè)置在所述目標(biāo)區(qū)之下；和一個循環(huán)排送管，設(shè)置來用于通過它將來自所述地板底區(qū)的空氣回送到所述天花板室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超凈室，其特征在于，經(jīng)所述操作區(qū)域水平地設(shè)置多個加工區(qū)間，各由設(shè)備安裝區(qū)域和處理區(qū)域的組合構(gòu)成，并且，所述多個加工區(qū)間是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超凈室，其特征在于，經(jīng)一個隔板由周圍通道區(qū)域環(huán)繞一個由多個加工區(qū)間和操作區(qū)域構(gòu)的內(nèi)部超凈區(qū)域，并且，所述周圍通道區(qū)域是獨立于所述內(nèi)部超凈區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超凈室，其特征在于，經(jīng)平面地板在內(nèi)部超凈區(qū)域的下面設(shè)置一個輔助機(jī)器區(qū)域，其中安裝有一個用于協(xié)助于設(shè)備的操作的輔助機(jī)器，并且，所述輔助機(jī)器區(qū)域是獨立于所述內(nèi)部超凈區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超凈室，其特征在于，多個輔助機(jī)器安裝在一個其中有空氣循環(huán)的共用的輔助機(jī)器區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超凈室，其特征在于，所述共用的輔助機(jī)器區(qū)域與所述周圍通道區(qū)域相連通，以共同對所述輔助機(jī)器區(qū)域和所述周圍通道區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超凈室，其特征在于，在所述內(nèi)部超凈區(qū)域中，要求高超凈度的一個區(qū)域中的氣壓被設(shè)置得高于要求低超凈度的一個區(qū)域中的氣壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超凈室，其特征在于，所述要被處理的物件只通過所述操作區(qū)域從其中一個加工區(qū)間運輸?shù)搅硪粋€加工區(qū)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超凈室，其特征在于，允許柵狀地板上的操作者只在所述周圍通道區(qū)域與所述操作區(qū)域之間和縮水周圍通道區(qū)域與所述設(shè)備安裝區(qū)域之間行走。
全文摘要
一種超凈室1,包括一個設(shè)備安裝區(qū)域3(3a至3h),在其中安裝有用于處理要被處理的物件的設(shè)備;一個處理區(qū)域4,在其中所述物件被裝載到設(shè)備中或從設(shè)備卸下;和一個操作區(qū)域2,在其中操作設(shè)備。設(shè)備安裝區(qū)域3、處理區(qū)域4和操作區(qū)域2按上述次序水平地布置并且由隔板42和43相互分隔。這些區(qū)域3、4和2是相互獨立地進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的。于是,超凈室1可防止物件的污染并且降低超凈室中的化學(xué)過濾器的運作成本。
文檔編號F24F7/06GK1353233SQ0113743
公開日2002年6月12日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月8日
發(fā)明者中川敏明 申請人:夏普公司