特許 6973340 給排気制御装置、ウェーハ処理装置、及びウェーハ処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973340

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】給排気制御装置、ウェーハ処理装置、及びウェーハ処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20211111BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20211111BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20211111BHJP

   C23C 16/54 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   H01L21/302 101G

   C23C16/44 B

   C23C16/54

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-175630(P2018-175630)

(22)【出願日】2018年9月20日

(65)【公開番号】特開2020-47807(P2020-47807A)

(43)【公開日】2020年3月26日

【審査請求日】2020年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190149

【氏名又は名称】信越半導体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131048

【弁理士】

【氏名又は名称】張川 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100174377

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100215038

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 友子

(72)【発明者】

【氏名】片上 博了

【審査官】 加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２２８５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２２０５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１００３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｃ２３Ｃ １６／５４

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファクトリーインターフェースと、
前記ファクトリーインターフェースに接続されたロードロックと、
前記ロードロックに接続された移送チャンバと、
前記移送チャンバに接続された処理チャンバとを備えて、格納容器に格納されたウェーハを前記ファクトリーインターフェース、前記ロードロック、前記移送チャンバを介して前記処理チャンバに搬送して、前記処理チャンバにおいて前記ウェーハの処理を行うウェーハ処理装置に適用され、
前記ファクトリーインターフェースの給気側に配置されて、状態に応じて前記ファクトリーインターフェースの給気量が変化する給気調整部材と、
前記給気調整部材の状態を制御する給気制御部と、
前記ファクトリーインターフェースの排気側に配置されて、状態に応じて前記ファクトリーインターフェースの排気量が変化する排気調整部材と、
前記排気調整部材の状態を制御する排気制御部と、
を備えることを特徴とする給排気制御装置。

【請求項2】

前記ファクトリーインターフェースの外部圧力を検出する外部圧力検出部と、
前記ファクトリーインターフェースの内部圧力を検出する内部圧力検出部とを備え、
前記給気制御部及び前記排気制御部は、前記内部圧力と前記外部圧力の差圧が所定の条件を満たすように前記給気調整部材及び前記排気調整部材の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の給排気制御装置。

【請求項3】

前記給気調整部材は送風機であり、
前記給気制御部は、前記送風機の風量を制御する風量制御部であり、
前記排気調整部材は、前記ファクトリーインターフェースの排気口の開度を調整する開度調整部材であり、
前記排気制御部は、前記開度調整部材の開度を制御する開度制御部であることを特徴とする請求項２に記載の給排気制御装置。

【請求項4】

前記風量制御部は、前記差圧が前記所定の条件を満たすように前記送風機の風量を制御し、
前記開度制御部は、前記外部圧力が大きいほど前記開度調整部材の開度を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の給排気制御装置。

【請求項5】

前記所定の条件は、前記内部圧力が前記外部圧力より大きく、且つ、前記差圧が０．５〜２．５Ｐａとなる条件であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の給排気制御装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の給排気制御装置を有したファクトリーインターフェースと、
前記ファクトリーインターフェースに接続されたロードロックと、
前記ロードロックに接続された移送チャンバと、
前記移送チャンバに接続された処理チャンバとを備えて、格納容器に格納されたウェーハを前記ファクトリーインターフェース、前記ロードロック、前記移送チャンバを介して前記処理チャンバに搬送して、前記処理チャンバにおいて前記ウェーハの処理を行うことを特徴とするウェーハ処理装置。

【請求項7】

前記ウェーハ処理装置は、前記処理チャンバにおいてウェーハ上にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置であることを特徴とする請求項６に記載のウェーハ処理装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載のウェーハ処理装置を用いてウェーハの処理を行うことを特徴とするウェーハ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハに対してエピタキシャル成長等の処理を行うウェーハ処理装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程において用いる基板として、シリコンウェーハ等の半導体からなるウェーハが広く用いられている。このようなウェーハとして、単結晶インゴットをスライスし、鏡面研磨したポリッシュドウェーハ（ＰＷウェーハ）や、ＰＷウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハ等が知られている。例えば、エピタキシャルウェーハは、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)、パワートランジスタおよび裏面照射型固体撮像素子など、種々の半導体デバイスのデバイス基板として用いられている。

【0003】

半導体デバイスの製造工程において歩留まりや信頼性を向上させるために、半導体デバイスの基板となるウェーハの清浄度が極めて重要になりつつある。特に、エピタキシャル成長装置では反応処理前にパーティクルが付着するとＭｏｕｎｄやＳＦ(Staking Fault)となり反応処理後の洗浄で除去できないため、付着パーティクル低減が求められている。

【0004】

一方、エピタキシャル成長装置等のウェーハ処理装置として、ファクトリーインターフェース（以下、ＦＩという場合がある)、ロードロック、移送チャンバ及び処理チャンバで構成されるものがある（例えば特許文献１−３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０１３−５２６０６０号公報

【特許文献2】特表２０１３−５３１３６４号公報

【特許文献3】特開２００６−３１０３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＦＩ、ロードロック、移送チャンバ及び処理チャンバで構成されたウェーハ処理装置において、ウェーハの清浄度を大きくするために外部（クリーンルーム）からウェーハ処理装置内に流入するパーティクルレベルを低くする必要がある。例えばＦＩにおいては、給気側にフィルターを設置することで給気側からのパーティクルを除去することが考えられる。

【0007】

また、本発明者らの鋭意研究の結果、ＦＩ内外の圧力差や、瞬間的な圧力変動によりＦＩ内のウェーハに付着するパーティクルが増加することが明らかになった。具体的には、ＦＩ内の圧力（内部圧力）がＦＩ外（クリーンルームやＦＩの排気口）の圧力（外部圧力）より低くなると、ＦＩの内部と外部とを隔てるパネル間のつなぎ目部分における隙間や排気口からＦＩ内にパーティクルが流入して、ＦＩ内のパーティクルレベルが悪化する。そのため、例えば、ブロワーなどによって給気量を制御することで、ＦＩの内部圧力が外部圧力より大きくなるようにそれらの差圧を制御する必要がある。

【0008】

ところが、ＦＩの外部圧力又はＦＩ上流の給気量が大きく変動すると、給気ブロワーの風量制御だけでは差圧を一定に保つことができないという問題があった。この問題に対処するため、排気口に開度調整が可能なパネルを設けて、給気ブロワーの制御だけでは差圧を一定に保てない場合には、このパネル開度（排気口開度）を手動で変更して内部圧力を調整することが考えられる。しかし、排気口開度を変更するためには、ウェーハ処理装置の稼働を停止してＦＩの扉を開放する必要があるので、ウェーハ処理装置の稼働率が低下するという問題がある。

【0009】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ＦＩの外部圧力が大きく変動したとしても、ウェーハ処理装置の稼働率を低下させずに、ＦＩの内部圧力と外部圧力の差圧を一定範囲内に制御できる装置又は方法を提供することを目的とする。また、ＦＩ内のパーティクルレベルを低減できる装置又は方法を提供することも本発明の目的とする。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0010】

本発明者は、上記問題を解決するため、種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、ＦＩ内外の差圧とウェーハへの付着パーティクルとに関係があることを確認した。さらに、この差圧を一定範囲内に制御することで付着パーティクルが低減することを見出した。また、ＦＩの給気ファンの風量制御に加え、ＦＩ排気口の開度を自動調整する機能を設けることでＦＩの外部圧力又はＦＩの上流の給気量の急激な変動時にも差圧を一定範囲内に保てることを確認し、以下に示す本発明を完成させた。

【0011】

本発明の給排気制御装置は、
ファクトリーインターフェースと、
前記ファクトリーインターフェースに接続されたロードロックと、
前記ロードロックに接続された移送チャンバと、
前記移送チャンバに接続された処理チャンバとを備えて、格納容器に格納されたウェーハを前記ファクトリーインターフェース、前記ロードロック、前記移送チャンバを介して前記処理チャンバに搬送して、前記処理チャンバにおいて前記ウェーハの処理を行うウェーハ処理装置に適用され、
前記ファクトリーインターフェースの給気側に配置されて、状態に応じて前記ファクトリーインターフェースの給気量が変化する給気調整部材と、
前記給気調整部材の状態を制御する給気制御部と、
前記ファクトリーインターフェースの排気側に配置されて、状態に応じて前記ファクトリーインターフェースの排気量が変化する排気調整部材と、
前記排気調整部材の状態を制御する排気制御部と、
を備えることを特徴とする。

【0012】

本発明の給排気制御装置によれば、ＦＩの給気側に給気量を調整するための給気調整部材が設けられ、排気側に排気量を調整するための排気調整部材が設けられるので、これら両方の状態を制御することで、ＦＩの外部圧力が大きく変動したとしても、ＦＩの内部圧力と外部圧力の差圧を一定範囲内に制御できる。また、給気調整部材及び排気調整部材の状態は手動で調整するのではなく、給気制御部及び排気制御部により制御されるので、ウェーハ処理装置の稼働を停止させずにその制御が可能となる。

【0013】

また、本発明の給排気制御装置は、前記ファクトリーインターフェースの外部圧力を検出する外部圧力検出部と、
前記ファクトリーインターフェースの内部圧力を検出する内部圧力検出部とをさらに備え、
前記給気制御部及び前記排気制御部は、前記内部圧力と前記外部圧力の差圧が所定の条件を満たすように前記給気調整部材及び前記排気調整部材の状態を制御してもよい。

【0014】

このように差圧を制御することで、ＦＩ内のパーティクルレベルが大きく変動するのを抑制できる。

【0015】

また、本発明の給排気制御装置において、前記給気調整部材は送風機であり、
前記給気制御部は、前記送風機の風量を制御する風量制御部であり、
前記排気調整部材は、前記ファクトリーインターフェースの排気口の開度を調整する開度調整部材であり、
前記排気制御部は、前記開度調整部材の開度を制御する開度制御部であるとしてもよい。

【0016】

このように、給気側の送風機の風量と、排気側の開度調整部材の開度とを制御することで、ＦＩの内部圧力を容易に制御できる。

【0017】

また、本発明の給排気制御装置において、前記風量制御部は、前記差圧が前記所定の条件を満たすように前記送風機の風量を制御し、
前記開度制御部は、前記外部圧力が大きいほど前記開度調整部材の開度を小さくしてもよい。

【0018】

これによれば、外部圧力が大きいほど開度調整部材の開度を小さくするので、外部圧力が大きくなるに伴い排気量を抑えて内部圧力を大きくできる。これにより、外部圧力が大きく変動したとしても、内部圧力と外部圧力の差圧が所定の条件から外れてしまうのを抑制できる。

【0019】

また、前記所定の条件は、前記内部圧力が前記外部圧力より大きく、且つ、前記差圧が０．５〜２．５Ｐａとなる条件とすることができる。差圧が０．５Ｐａより小さいと、ＦＩ内のパーティクルレベルが悪化する。差圧を２．５Ｐａより大きくしても、ほとんどパーティクル改善効果が変わらない。また、差圧を２．５Ｐａより大きい値に一定に制御するのは難しい。このように、内部圧力が外部圧力より大きく、且つ、差圧が０．５〜２．５Ｐａとなるよう制御することで、ＦＩ内のパーティクルレベルを低減できるとともに、差圧制御が容易となる。

【0020】

本発明のウェーハ処理装置は、
上記本発明の給排気制御装置を有したファクトリーインターフェースと、
前記ファクトリーインターフェースに接続されたロードロックと、
前記ロードロックに接続された移送チャンバと、
前記移送チャンバに接続された処理チャンバとを備えて、格納容器に格納されたウェーハを前記ファクトリーインターフェース、前記ロードロック、前記移送チャンバを介して前記処理チャンバに搬送して、前記処理チャンバにおいて前記ウェーハの処理を行うことを特徴とする。

【0021】

本発明のウェーハ処理装置によれば、上記給排気制御装置を備えているので、外部圧力が変動したとしても、ＦＩの内部圧力を外部圧力の変動に追従でき、内部圧力と外部圧力の差圧を一定範囲内に制御できる。これにより、ＦＩ内のパーティクルレベルの変動を抑制でき、ひいてはウェーハに付着するパーティクルを低減できる。

【0022】

本発明のウェーハ処理装置は、前記処理チャンバにおいてウェーハ上にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置とすることができる。これによれば、付着パーティクルが少ない高清浄度のエピタキシャルウェーハを得ることができる。

【0023】

本発明のウェーハ処理方法は上記本発明のウェーハ処理装置を用いてウェーハの処理を行うことを特徴とする。これによって、ウェーハに付着するパーティクルを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】ウェーハ処理装置の概略平面図である。

【図2】ファクトリーインターフェースを側方から見た図である。

【図3】比較例におけるファクトリーインターフェースを側方から見た図である。

【図4】実施例、比較例における、ＦＩ外部圧力に対するＦＩ差圧の変化を示した図である。

【図5】実施例、比較例における、ＦＩ差圧に対する気中パーティクル数の変化を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、ウェーハ処理装置として、半導体ウェーハ（以下、ウェーハという）上にエピタキシャル層を気相成長させる枚葉式のエピタキシャル成長装置の概略平面図を示している。先ず図１のエピタキシャル成長装置１の構成を説明する。エピタキシャル成長装置１は、ファクトリーインターフェースとして構成された装置２（以下、ＦＩ装置という）と、ロードロック３、４と、移送チャンバ５と、処理チャンバ６、７と、ＦＩ装置２の一部を構成するロードポート８、９及びロボット１０、１１（以下、ＦＩロボットという）と、移送チャンバ５内に設けられたロボット１２（以下、搬送ロボットという）とを備えている。エピタキシャル成長装置１はクリーンルームに配置される。

【0029】

ＦＩ装置２は、ＦＩロボット１０、１１によって、ロードポート８、９に置かれた格納容器２５（図２参照）から処理前のウェーハＷをピックアップして、ピックアップしたウェーハＷをロードロック３、４まで搬送し、又は処理後のウェーハＷを、ロードロック３、４から格納容器２５まで搬送する部分である。ＦＩ装置２は、格納容器２５からのウェーハＷが最初に搬送される部分である。ＦＩ装置２の詳細は後述する。

【0030】

ロードロック３、４は、処理チャンバ６、７に対してウェーハＷを出し入れする際にウェーハＷを一時的に保管する室である。ロードロック３、４は、ＦＩ装置２と移送チャンバ５の間においてそれらＦＩ装置２、移送チャンバ５にゲートバルブ（図示外）を介して接続されている。ロードロック３、４の、ＦＩ装置２及び移送チャンバ５との接続部分にはそれぞれウェーハＷの出入りが可能な開口が形成されている。ゲートバルブは各開口を開閉するように設けられる。ロードロック３、４は、給気及び排気の機構を備えており、この機構により、ロードロック３、４の室内環境（真空度、清浄度など）を調整できるように構成されている。

【0031】

移送チャンバ５は、処理前のウェーハＷを、ロードロック３、４から処理チャンバ６、７に搬送し、又は処理後のウェーハＷを処理チャンバ６、７からロードロック３、４に搬送するためのチャンバである。移送チャンバ５は、ロードロック３、４と処理チャンバ６、７の間においてそれらロードロック３、４、処理チャンバ６、７にゲートバルブ（図示外）を介して接続されている。移送チャンバ５の、ロードロック３、４及び処理チャンバ６、７との接続部分にはそれぞれウェーハＷの出入りが可能な開口が形成されている。ゲートバルブは各開口を開閉するように設けられる。

【0032】

搬送ロボット１２は、ブレード１２ａを有し、ブレード１２ａにウェーハＷを載せて、ロードロック３、４から処理チャンバ６、７に搬送し、又は処理チャンバ６、７からロードロック３、４に搬送する。

【0033】

処理チャンバ６、７は、ウェーハＷが一枚ずつ投入されて、投入されたウェーハＷの主表面上にシリコン単結晶膜などの薄膜を気相成長させる処理を行うチャンバである。処理チャンバ６、７は、移送チャンバ５にゲートバルブ（図示外）を介して接続されている。処理チャンバ６、７の、移送チャンバ５との接続部分にはウェーハＷの出入りが可能な開口が形成されている。ゲートバルブはこの開口を開閉するように設けられる。

【0034】

次に、エピタキシャル成長装置１を用いたエピタキシャルウェーハの製造方法を説明する。複数枚のウェーハＷ（例えばシリコン単結晶ウェーハ）を格納したＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等の格納容器２５（図２参照）をロードポート８、９にセットした後、ＦＩロボット１０、１１が格納容器２５からウェーハＷをピックアップし、ＦＩ装置２からロードロック３、４に搬送する。次に、ロードロック３、４のゲートバルブを閉じて、ロードロック３、４内の給気及び排気を制御して、ロードロック３、４の室内環境を処理チャンバ６、７に応じた環境となるように調整する。

【0035】

次に、ロードロック３、４と移送チャンバ５との間のゲートバルブを開けて、搬送ロボット１２がウェーハＷをロードロック３、４から処理チャンバ６、７に搬送する。その後、処理チャンバ６、７においてウェーハＷの主表面上にシリコン単結晶膜等の薄膜を気相成長させて、エピタキシャルウェーハを得る。その後、処理後のウェーハＷ（エピタキシャルウェーハ）を、処理チャンバ６、７に投入するときと逆の手順で格納容器２５に格納する。

【0036】

次に、ＦＩ装置２の詳細を説明する。図１、図２に示すように、ＦＩ装置２は、２つのロードポート８、９と、２つのＦＩロボット１０、１１と、本体部１３と、給気ダクト１４と、給気ブロワー１５と、ＦＩ装置コントローラ１６と、ブロワーコントローラ１７と、フィルター１８と、第１圧力計１９と、第２圧力計２０と、排気側調整パネル２１と、パネル開度コントローラ２２とを備えている。

【0037】

ロードポート８、９は、上面に格納容器２５が置かれて、エピタキシャル成長装置１に対してウェーハＷを出し入れするインターフェース部として機能する。ロードポート８、９は本体部１３に接続されており、格納容器２５と本体部１３内の空間との間でウェーハＷの出入りが可能となっている。２つのロードポート８、９は水平方向に並置された形態で本体部１３に接続されている。

【0038】

本体部１３は内側にウェーハＷが通過可能な空間を形成している。本体部１３は、内側の空間の周囲を取り囲む壁部を有する。この壁部は、本体部１３の内側の空間と外側の空間（クリーンルームの空間）とを隔てるように、複数枚のパネルを繋ぎ合わせた形態にて設けられる。また、本体部１３は、天井面に給気口１３ａを有し、床面に排気口１３ｂを有する。また、本体部１３は、各ロードロック３、４にゲートバルブ（図示外）を介して接続されている。本体部１３の、各ロードロック３、４との接続部分にはウェーハＷの出入りが可能な開口が形成されている。ゲートバルブはこの開口を開閉するように設けられる。

【0039】

ＦＩロボット１０、１１は、本体部１３内の空間において水平方向に並列配置された形態で設けられる。各ＦＩロボット１０、１１はウェーハＷが載せられるブレード１０ａ、１１ａを有している（図１も参照）。第１のＦＩロボット１０は、第１のロードポート８と第１のロードロック３の間に設けられて（図１参照）、第１のロードポート８に置かれた第１格納容器２５から第１のロードロック３に処理前のウェーハＷを搬送し、又は第１のロードロック３から第１格納容器２５に処理後のウェーハＷを搬送する。第２のＦＩロボット１１は、第２のロードポート９と第２のロードロック４の間に設けられて（図１参照）、第２のロードポート９に置かれた第２格納容器２５から第２のロードロック４に処理前のウェーハＷを搬送し、又は第２のロードロック４から第２格納容器２５に処理後のウェーハＷを搬送する。

【0040】

給気ダクト１４は、本体部１３の給気口１３ａを介して本体部１３内の空間に連通するように本体部１３に接続されており、本体部１３内に導入する気体（空気、窒素、水素等）を流通させる管である。給気ダクト１４は、本体部１３内に鉛直下向きに気体を導入、つまりダウンフローの気体を導入するように設けられる。

【0041】

給気ブロワー１５は、給気ダクト１４内に設けられて、本体部１３内に強制的に気体を送り込む送風機である。給気ブロワー１５の回転数が大きいほど、本体部１３内に送り込まれる気体の流量が大きくなる。

【0042】

ＦＩ装置コントローラ１６は、ＦＩ装置２の各部の制御を行う制御部であって、具体的には例えばＦＩロボット１０、１１の動作を制御する。ＦＩ装置コントローラ１６は例えば本体部１３の給気口１３ａ付近に設けられるが、別の位置に設けられてもよい。

【0043】

ブロワーコントローラ１７は、給気ブロワー１５の回転数を制御する部分であって、給気ブロワー１５を回転させるモータ及びそのモータの回転数を制御する制御部を含んで構成される。ブロワーコントローラ１７は給気ブロワー１５付近に設けられている。

【0044】

フィルター１８は、本体部１３の給気口１３ａを覆うように設けられて、給気口１３ａから本体部１３内の空間に導入される気体中の異物（パーティクル等）を除去する。

【0045】

第１圧力計１９は本体部１３の外部空間であるクリーンルーム空間の圧力を検出する装置（センサ）である。第１圧力計１９はブロワーコントローラ１７に電気的に接続されており、第１圧力計１９の検出値がブロワーコントローラ１７に入力されるようになっている。

【0046】

第２圧力計２０は本体部１３の内部空間の圧力を検出する装置（センサ）である。第２圧力計２０はブロワーコントローラ１７に電気的に接続されており、第２圧力計２０の検出値がブロワーコントローラ１７に入力されるようになっている。

【0047】

排気側調整パネル２１は、本体部１３の床面を構成して、外部に連通した排気口１３ｂを形成するパネルである。排気側調整パネル２１は、排気口１３ｂの開度を変更する機構を有している。具体的には、排気側調整パネル２１は、例えば複数箇所に貫通部２１ｃを有した第１のパネル２１ａと、複数箇所に貫通部２１ｄを有した第２のパネル２１ｂとが重ね合わさるように構成される。第１のパネル２１ａは位置が変化しない固定パネルである。第２のパネル２１ｂは、第２のパネル２１ｂの貫通部２１ｄと第１のパネル２１ａの貫通部２１ｃとの重複部分１３ｂの大きさを変更するように、第１のパネル２１ａの面内方向に移動可能に設けられた可変パネルである。第２のパネル２１ｂの位置に応じて、上記重複部分１３ｂの大きさが変化する。この重複部分１３ｂが排気口となる。排気側調整パネル２１の開度（重複部分１３ｂ）が大きいほど、本体部１３から外部に排気される気体の流量が大きくなる。このように、排気側調整パネル２１は、排気の流量を調整可能なダンパーとして機能する。

【0048】

パネル開度コントローラ２２は、排気側調整パネル２１の開度を制御する。具体的には、パネル開度コントローラ２２は、第２のパネル２１ｂの位置を変化させるモータ等の駆動部とその駆動部を制御する制御部とを備えて構成される。パネル開度コントローラ２２は排気側調整パネル２１付近に設けられている。また、パネル開度コントローラ２２は、通信線２３を介してブロワーコントローラ１７に電気的に接続されており、通信線２３を介してブロワーコントローラ１７との間で通信が可能となっている。

【0049】

次に、ブロワーコントローラ１７及びパネル開度コントローラ２２による給排気の制御について説明する。ブロワーコントローラ１７及びパネル開度コントローラ２２は、常時、本体部１３の内部圧力が外部圧力より大きく、且つ、それらの差圧が所定範囲となるように給気ブロワー１５の風量及び排気側調整パネル２１の開度を制御する。この所定範囲は０．５Ｐａ〜２．５Ｐａとするのが望ましい。差圧が０．５Ｐａより小さいと、微小な圧力変動時等により、外部からのパーティクルが、本体部１３のパネル間のつなぎ目部分における隙間１００（図２参照）や排気口１３ｂを介して本体部１３内に流入し、本体部１３内のパーティクルレベルが悪化する。差圧を２．５Ｐａより大きくしても、本体部１３内でのパーティクルレベルはほぼ一定となり改善効果が得られない。また、差圧を２．５Ｐａより大きい値に一定に制御するのは難しい。

【0050】

ブロワーコントローラ１７及びパネル開度コントローラ２２は、例えば以下のように給気ブロワー１５の風量及び排気側調整パネル２１の開度を制御する。すなわち、ブロワーコントローラ１７は、第２圧力計２０の検出値である内部圧力と、第１圧力計１９の検出値である外部圧力とをそれぞれ取得する。ブロワーコントローラ１７は、取得した内部圧力と外部圧力の差圧を算出する。そして、ブロワーコントローラ１７は、内部圧力が外部圧力より大きく、且つ、それらの差圧ΔＰが０．５Ｐａ〜２．５Ｐａとなる条件を満たしているか否かを判断する。ブロワーコントローラ１７は、この条件を満たしている場合には、給気ブロワー１５の風量を維持する。ブロワーコントローラ１７は、この条件を満たしていない場合には、給気ブロワー１５の風量（回転数）を変更する。この際、差圧ΔＰが上限値ΔＰｍａｘ（＝２．５Ｐａ）より大きい場合には、給気ブロワー１５の風量（回転数）を小さくする。どの程度小さくするかは、差圧ΔＰと上限値ΔＰｍａｘとのズレ量にかかわらず風量の変更量を一定としてもよいし、ズレ量が大きいほど大きい変更量としてもよい。

【0051】

一方、ブロワーコントローラ１７は、差圧ΔＰが下限値ΔＰｍｉｎ（＝０．５Ｐａ）より小さい場合には、給気ブロワー１５の風量（回転数）を大きくする。どの程度大きくするかは、差圧ΔＰと下限値ΔＰｍｉｎとのズレ量にかかわらず風量の変更量を一定としてもよいし、ズレ量が大きいほど大きい変更量としてもよい。

【0052】

ブロワーコントローラ１７は、給気ブロワー１５の風量を変更した場合には、再度、圧力計１９、２０の検出値を取得して、これらの差圧ΔＰが０．５Ｐａ〜２．５Ｐａを満たしているかを判断する。満たしている場合には、給気ブロワー１５の風量を維持し、満たしていない場合には上記と同様に再度、給気ブロワー１５の風量を変更する。このように、ブロワーコントローラ１７は、内部圧力が外部圧力より大きく、且つ、それらの差圧ΔＰが０．５Ｐａ〜２．５Ｐａとなる条件を満たすまで、給気ブロワー１５の風量を調整する。

【0053】

上記のブロワーコントローラ１７による制御は、第１圧力計１９が検出する外部圧力が大きいほど、給気ブロワー１５の回転数を大きくして、内部圧力を上げるようにすることと同義である。

【0054】

パネル開度コントローラ２２は、例えば、通信線２３を介してブロワーコントローラ１７から第１圧力計１９が検出する外部圧力を取得する。そして、パネル開度コントローラ２２は、取得した外部圧力に応じて排気側調整パネル２１の開度を変化させる。具体的には、パネル開度コントローラ２２は、例えば、外部圧力が所定値以下の場合には排気側調整パネル２１の開度を全開（１００％）とし、外部圧力が所定値より大きい場合には、外部圧力が大きくなるにしたがって段階的又は連続的に排気側調整パネル２１の開度を小さくする。このように、パネル開度コントローラ２２は、第２圧力計２０の検出値（内部圧力）にかかわらず、第１圧力計１９の検出値（外部圧力）のみに基づいて排気側調整パネル２１の開度を制御する。

【0055】

外部圧力に応じて排気側調整パネル２１の開度を変化させることで、外部圧力が大きく変動したとしても、給気ブロワー１５の風量制御によって差圧を常時、所定範囲に制御できる。

【0056】

なお、本体部１３の内部圧力が外部圧力より大きく、且つ、それらの差圧が所定範囲に制御できるのであれば、上記制御に限定されるものではない。例えば、ブロワーコントローラ１７は、第２圧力計２０の検出値（内部圧力）にかかわらず、第１圧力計１９の検出値（外部圧力）のみに基づいて給気ブロワー１５の風量を制御し、パネル開度コントローラ２２は内部圧力と外部圧力の差圧に基づいて排気側調整パネル２１の開度を制御してもよい。

【0057】

また例えば以下のように制御してもよい。すなわち、給気ブロワー１５に加えて又は代えて、給気ダクト１４の流路面積を変更可能なダンパー２４（図２参照）と、このダンパー２４の開度を制御するダンパーコントローラとを設ける。そして、給気ブロワー１５の制御に加えて又は代えて、ダンパーコントローラが、ダンパー２４の開度を、内部圧力と外部圧力の差圧又は外部圧力に応じて変化させる。この場合、外部圧力が大きいほど、ダンパー２４の開度を大きくして内部圧力を大きくする。

【0058】

また、排気側では、排気側調整パネル２１に加えて又は代えて、排気ブロワーと、これを制御するブロワーコントローラとを設けてもよい。ブロワーコントローラは、排気ブロワーの回転数（排気量）を、内部圧力と外部圧力の差圧又は外部圧力に応じて変化させる。この場合、外部圧力が大きいほど、排気ブロワーの回転数（排気量）を小さくして内部圧力を大きくする。なお、給気ブロワー１５と、排気ブロワーの少なくとも一方は設けるようにするとよい。

【0059】

また、ブロワーコントローラ１７は、給気ブロワー１５の制御だけでは差圧を所定範囲に制御できない場合にパネル開度コントローラ２２に通知する。パネル開度コントローラ２２は、この通知が有ったときに、排気側調整パネル２１の開度を外部圧力に応じて変更し、この通知が無いときには、外部圧力にかかわらず排気側調整パネル２１の開度を維持するようにしてもよい。

【0060】

以上のように、本実施形態によれば、給気ブロワー１５と排気側調整パネル２１の両方を自動制御するので、ＦＩ装置２の外部圧力やＦＩ装置２の上流の給気量が急激に変動したとしても、その変動に内部圧力を追従させることができ、ＦＩ装置２の内外の差圧を所定範囲に制御しやすくできる。これによって、ＦＩ装置２内のパーティクルレベルの変動を抑制できる。また、この所定範囲を０．５Ｐａ〜２．５Ｐａとすることで、ＦＩ装置２内のパーティクルレベルを低減でき、ひいてはウェーハＷに付着するパーティクルを低減できる。これによって、付着パーティクルを低減した清浄度の高いエピタキシャルウェーハを得ることができる。

【0061】

また、給気ブロワー１５及び排気側調整パネル２１の制御は、コントローラ１７、２２によって自動で行われるので、エピタキシャル成長装置１の稼働を停止することなく給気及び排気を制御できる。これにより、エピタキシャル成長装置１の稼働率の低下を抑制できる。

【0062】

さらに、ＦＩ装置２内にはダウンフローの気流が流れるので、この気流により、ウェーハＷの主表面に付着したパーティクルを除去できる。

【実施例】

【0063】

本発明の効果を確認するため、以下に示すようにＦＩ装置内の気中パーティクルをパーティクルカウンターで測定し、有効性を検証した。

【0064】

（実施例）
図１のウェーハ処理装置１、図２のＦＩ装置２を用いた。実施例では、ＦＩ装置２の内部圧力と外部圧力の差圧が所定範囲（０．５Ｐａ〜２．５Ｐａ）になるように、ブロワーコントローラ１７により給気ブロワー１５の風量制御を行った。加えて、パネル開度コントローラ２２により、外部圧力に応じて排気側調整パネル２１（排気口）の開度を自動制御した。そして、ＦＩ装置２内のパーティクルレベルを評価するため、気中パーティクルカウンターを準備し、ＦＩ装置２の排気下部からＦＩ装置２の本体部１３内の気中パーティクルレベルを測定した。

【0065】

（比較例）
比較例では、図１、図２のＦＩ装置２に代えて図３のＦＩ装置３０を備えたウェーハ処理装置を用いた。図３において、図２のＦＩ装置２と同様の構成には同じ符号を付している。ＦＩ装置３０では、排気側調整パネル３１が手動調整用のパネルとして構成されている。つまりＦＩ装置３０は、排気側調整パネル３１の開度を制御するコントローラを備えていない。

【0066】

比較例では、ＦＩ装置３０の内部圧力と外部圧力の差圧が所定範囲（０．５Ｐａ〜２．５Ｐａ）になるように、ブロワーコントローラ１７により給気ブロワー１５の風量制御を行った。このとき、比較例１では、排気側調整パネル３１（排気口）の開度を手動調整して全開（１００％）に固定した。比較例２では、排気側調整パネル３１（排気口）の開度を手動調整して５０％の開度に固定した。

【0067】

そして、ＦＩ装置３０内のパーティクルレベルを評価するため、気中パーティクルカウンターを準備し、ＦＩ装置３０の排気下部からＦＩ装置３０の本体部１３内の気中パーティクルレベルを測定した。

【0068】

（実施例と比較例の測定結果）
表１に実施例で実施した水準とＦＩ装置２内の気中パーティクル測定結果を示す。表２に比較例で実施した水準とＦＩ装置３０内の気中パーティクル測定結果を示す。また、図４に、実施例、比較例における、ＦＩ外部圧力とＦＩ差圧との関係を示す。図５に、実施例、比較例における、ＦＩ差圧と気中パーティクルのカウント数との関係を示す。なお、表１、表２、図５において、気中パーティクルの単位は「cfm」は、cubic feet/min、すなわち１立方フィートの中で１分間当たりにカウントされたパーティクルの数を表す。また、表１、表２、図４、図５において、正の値の差圧はＦＩ内部圧力がＦＩ外部圧力より大きいことを示し、負の値の差圧はＦＩ内部圧力がＦＩ外部圧力より小さいことを示している。

【0069】

【表1】

【0070】

【表2】

【0071】

表２、図４に示す結果から、比較例ではいずれの排気口開度でも本調査範囲のＦＩ外部圧力全ての領域で差圧０．５〜２．５Ｐａを満たす条件が得られなかった。具体的には、比較例１では、ＦＩ外部圧力が１３Ｐａ以上の領域で、給気ブロワー１５の回転数をほぼ１００％にしたとしても、差圧は負の値になってしまい、０．５Ｐａ以上に制御できなかった。比較例２では、ＦＩ外部圧力が１６Ｐａ以上の領域で、給気ブロワー１５の回転数をほぼ１００％にしたとしても、差圧は負の値になってしまい、０．５Ｐａ以上に制御できなかった。

【0072】

また、表２、図５に示すように、差圧が０．５Ｐａ以上のときには、気中パーティクルのカウント数が１０より小さい値であるのに対し、差圧が０．５Ｐａより小さいときには、気中パーティクルのカウント数が１０以上となって、パーティクルレベルが悪化した。特に、比較例１ではＦＩ外部圧力が１３Ｐａ以上の領域で負の差圧を示し、比較例２ではＦＩ外部圧力が１６Ｐａ以上の領域で負の差圧を示しており、これら負の差圧における気中パーティクルのカウント数は２０以上となっている。

【0073】

これに対して、表１に示す結果から、実施例ではＦＩ外部圧力に応じて排気口開度の自動調整を行ったため、本調査範囲のＦＩ外部圧力全ての領域で差圧０．５〜２．５Ｐａを満たすことができ、いずれのＦＩ外部圧力でも気中パーティクルのカウント数を１０より小さい値に抑えることができた（図４、図５も参照）。

【0074】

また、表１、表２に示すように、実施例、比較例のいずれにおいても、差圧が１．５Ｐａ以上の場合には、気中パーティクルのカウント数が５以下となった。このことから、差圧を１．５Ｐａ〜２．５Ｐａに制御するのがより好ましいといえる。

【0075】

さらに、実施例、比較例のいずれにおいても、差圧が２．０Ｐａ以上の場合には、気中パーティクルのカウント数が３以下となった。このことから、差圧を２．０Ｐａ〜２．５Ｐａに制御するのがより好ましいといえる。

【0076】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであったとしても本発明の技術的範囲に包含される。

【0077】

例えば上記実施形態では、ウェーハ処理装置としてエピタキシャル成長装置の例を示したが、処理チャンバにおいてエピタキシャル成長以外の処理（例えばエッチング）を行うウェーハ処理装置のＦＩ装置に本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0078】

１ エピタキシャル成長装置（ウェーハ処理装置）
２ ＦＩ装置（ファクトリーインターフェース）
３、４ ロードロック
５ 移送チャンバ
６、７ 処理チャンバ
１５ 給気ブロワー（給気調整部材、送風機、内部圧力制御部）
１７ ブロワーコントローラ（給気制御部、風量制御部、内部圧力制御部）
１９ 第１圧力計（外部圧力検出部）
２０ 第２圧力計（内部圧力検出部）
２１ 排気側調整パネル（排気調整部材、開度調整部材、内部圧力制御部）
２２ パネル開度コントローラ（排気制御部、開度制御部、内部圧力制御部）
２５ 格納容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】