JP2023035806A - 製造プラント及び製造プラントにおける機器の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定処理が行われる処理室の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる製造プラントの提供。
【解決手段】一実施の形態に係る製造プラントＰ１は、気体導入口５Ａで受け入れた気体を供給される処理室３を有する処理装置２を備えた処理システム１と、気体を気体供給口１１Ｂから供給する気体供給装置１００を備えた熱媒体供給システム１０と、気体導入口５Ａと気体供給口１１Ｂとを接続するダクト３０と、を備える。そして、気体供給口１１Ｂの中心と気体導入口５Ａの中心とを結んだ直線Ｌ１が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、温度、湿度等を厳格に所望状態に維持することが求められる製造プラント、及びそのような製造プラントにおける機器の設置方法に関する。

半導体製造プラントでは、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理等の各種処理が行われる。こうした処理は、通常、精密に温度及び湿度が制御された処理室内で行われる。

例えば、レジスト塗布処理でウェハに塗布されるレジストや、露光処理及び現像処理でパターニングされるレジストは、温度や湿度に応じて、膨張又は収縮する。レジストが、環境温度や湿度に応じて所望状態に維持されない場合には、エッチングされるパターンに不良が生じ得る。したがって、温度及び湿度の管理が必要となる。

例えばレジスト塗布処理、露光処理及び現像処理を行う処理室における温度及び湿度の制御は、空調装置で精密に温度及び湿度が調整された空気を各処理室に供給することで行われる。

半導体製造プラントでは、一般に、上述のような処理室を有する複数の処理装置をユニットとして一体化したシステムが用いられている。このようなシステムは、フットプリントを抑制し、ウェハの搬送や、不純物の混入回避でもメリットがあり、半導体のスループットを向上させ得る。このようなシステムでは、一般に、空調装置に複数のダクトが接続され、各ダクトが対応する処理室に接続されていた。

特開２０２１－４４４５３号公報

近年、例えばＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）による露光処理により、配線幅が一桁ナノメートルのパターンを有する半導体の製造が実現されている。このような極微細なパターンを適正に形成するには、各種処理を行う処理室の温度や湿度を従前よりも極めて厳しい精度で管理することが求められる。

しかしながら、空調装置に接続された複数のダクトを各処理室に接続する場合には、極微細なパターンを形成するための処理環境を形成できない場合がある。

例えば、複数のダクトのうちの２本のダクトが、同じ処理を行う２つの処理室に別々に接続される場合がある。この際、２本のダクトのうちの一方と他方とで長さが異なる状況が生じ得る。この際、長い方のダクトから処理室に供給される空気の温度が、短い方のダクトから処理室に供給される空気よりも高くなることがある。その結果、一方の処理室で適正な処理がなされない虞がある。

また、極微細なパターンの形成では、ある処理室に供給される空気の所望の流量と、他の処理室に供給される空気の所望の流量とが異なる場合がある。この場合、共通の空調装置から２つの上記処理室に空気を供給する構成では、調節が難しい。ダクトの径を互いに変えたり、ダンパを使用したりすることにより、調節可能であるが、構造が複雑化し且つ所望の精度が得られ難い。また、圧損が大きくなり、エネルギー消費量が多くなり得る。

また、例えば半導体製造過程でのレジスト塗布処理、露光処理及び現像処理では、各処理で求められる温度精度や、湿度精度が異なる場合がある。この場合、共通の空調装置から２つの上記処理室に空気を供給する構成では、オーバースペックな温調又は湿調が行われている場合があり、必ずしも合理的とは言えない構成になっている場合がある。

さらには、複数のダクトは多くなるほど、曲げられる回数が増え、ダクトの経路が複雑化する。ダクトの経路が複雑になると、圧損が大きくなる。また、処理室に至るまでの空気の温度及び湿度の変化が大きくなる。近年、スループットの向上のために多くの処理装置を一体化させるシステムがある。このようなシステムで上述した一般的なダクト接続を行うと、多大なエネルギーコストが発生する虞がある。また、極微細なパターンを形成するための処理環境を形成することが困難になる虞がある。

本発明の課題は、所定処理が行われる処理室の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる製造プラント及び製造プラントにおける機器の設置方法を提供することである。

本発明の一実施の形態に係る製造プラントは、気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムと、気体を気体供給口から供給する気体供給装置を備えた熱媒体供給システムと、前記気体導入口と前記気体供給口とを接続するダクトと、を備え、前記気体供給口の中心と前記気体導入口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下である。

本発明の一実施の形態に係る製造プラントにおける機器の設置方法は、気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムが設けられる製造プラントにおける機器の設置方法であって、気体を気体供給口から供給する気体供給装置を準備する工程と、前記気体導入口の中心と前記気体供給口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下になるように前記気体供給装置を配置する工程と、前記気体導入口と前記気体供給口とをダクトで接続する工程と、を備える。

本発明によれば、所定処理が行われる処理室の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

第１の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。 図１の矢印ＩＩの方向に半導体製造プラントを見た図である。 第２の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。 第３の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。 第４の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。 第５の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略図である。 第６の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントの概略的な斜視図である。 図７の矢印ＶＩＩＩの方向に半導体製造プラントを見た図である。

以下に、添付の図面を参照して、各実施の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る製造プラントとしての半導体製造プラントＰ１の概略図である。半導体製造プラントＰ１は、半導体製造システム１と、熱媒体供給システム１０と、第１ダクト３０と、第２ダクト４０と、を備える。熱媒体供給システム１０は、第１気体供給装置１００と、第２気体供給装置２００と、を有する。半導体製造システム１は、第１ダクト３０を介して第１気体供給装置１００に接続し、第２ダクト４０を介して第２気体供給装置２００に接続する。

第１気体供給装置１００は、所望状態に調節した熱媒体としての空気を、第１ダクト３０を通して半導体製造システム１に供給する。第２気体供給装置２００は、所望状態に調節した熱媒体としての空気を、第２ダクト４０を通して半導体製造システム１に供給する。

本実施の形態では、熱媒体供給システム１０（第１気体供給装置１００及び第２気体供給装置２００）が設置されるフロアの上方のフロアに半導体製造システム１が設置されている。そして、第１ダクト３０及び第２ダクト４０は、半導体製造システム１が設置されるフロアを上下方向に通過して半導体製造システム１に至る。

以上のようなレイアウトでは、例えば第１気体供給装置１００及び第２気体供給装置２００で生じ得る塵埃が半導体製造システム１に影響を及ぼすことが回避される。ただし、半導体製造システム１、第１気体供給装置１００及び第２気体供給装置２００は同一のフロアに設置されてもよい。以下、半導体製造プラントＰ１の各部について詳述する。

（半導体製造システム）
半導体製造システム１は、複数の処理装置２と、内部ダクト４と、を備えている。

複数の処理装置２はそれぞれ処理室３を有する。複数の処理装置２は、処理室３内に搬送されるワークとしてのウェハにレジスト膜形成処理、現像処理、機能膜形成処理、洗浄処理等のそれぞれに定められた特定の処理を行う。

複数の処理装置２で行う複数の処理の中には、処理室３の状態を、所望の温度及び所望の湿度に高精度に制御することを要するとともに、処理室３に流入する空気の流量を所望の流入状態に制御することを要する処理が含まれる。このような所望状態への制御を要する処理装置２は、第１気体供給装置１００又は第２気体供給装置２００からの空気により、処理室３を所望状態に制御する。

図１においては、複数の処理装置２のうちのレジスト膜形成装置２Ａと、現像装置２Ｂとが示されている。本実施の形態では、複数の処理装置２に、複数（図示例では２つ）のレジスト膜形成装置２Ａと、複数（図示例では４つ）の現像装置２Ｂとが含まれている。複数のレジスト膜形成装置２Ａは、上下方向に積層されている。現像装置２Ｂも、上下方向に積層されている。なお、複数の処理装置２には、その他の処理を行う装置も含まれるが、これらの図示は省略されている。なお、その他の処理を行う装置は、露光装置や洗浄装置等でもよい。

内部ダクト４は、第１内部ダクト部４Ａと、第２内部ダクト部４Ｂと、を有する。第１内部ダクト部４Ａは、複数のレジスト膜形成装置２Ａに側方から隣り合う状態で上下方向に延びている。第２内部ダクト部４Ｂは、複数の現像装置２Ｂに側方から隣り合う状態で上下方向に延びている。

第１内部ダクト部４Ａは気体導入口５Ａを有し、気体導入口５Ａに第１ダクト３０が接続される。レジスト膜形成装置２Ａはそれぞれ、処理室３内に空気を導入するための受入口３Ａを有する。同様に、第２内部ダクト部４Ｂは気体導入口５Ｂを有し、気体導入口５Ｂに第２ダクト４０が接続される。現像装置２Ｂはそれぞれ、処理室３内に空気を導入するための受入口３Ｂを有する。第１内部ダクト部４Ａにおける気体導入口５Ａ及び第２内部ダクト部４Ｂにおける気体導入口５Ｂは下方に開口している。

本実施の形態では、第１ダクト３０から第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａに受け入れられた空気は、第１内部ダクト部４Ａの内部を介して各レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａから各レジスト膜形成装置２Ａの処理室３に供給される。また、第２ダクト４０から第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂに受け入れられた空気は、第２内部ダクト部４Ｂの内部を介して各現像装置２Ｂの受入口３Ｂから各現像装置２Ｂの処理室３に供給される。

図２は、図１の矢印ＩＩの方向に半導体製造プラントＰ１を見た図である。第２内部ダクト部４Ｂは、その長手方向が上下方向に沿うように延びている。第２内部ダクト部４Ｂは、各現像装置２Ｂにおいて処理室３の上寄りに形成された受入口３Ｂを介して、各処理室３に流体的に接続する。図示しないが、第１内部ダクト部４Ａもその長手方向が上下方向に沿うように延びる。

なお、本実施の形態では、第１内部ダクト部４Ａ、第２内部ダクト部４Ｂから複数の処理装置２（複数のレジスト膜形成装置２Ａ、複数の現像装置２Ｂ）に空気が分配されるが、第１内部ダクト部４Ａ又は第２内部ダクト部４Ｂから一つの処理装置２に空気が供給される構成でもよい。

本実施の形態における半導体製造システム１は、レジスト塗布後、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）による露光処理を実施されたウェハに対して、極めて微細なパターンを形成することを想定している。この場合、とりわけレジスト膜形成装置２Ａでは、処理室３内の温度、湿度を極めて高精度に制御することが求められ、且つ、処理室３内に流入する空気の流量を比較的大きい流量で一定に保つことが求められる。具体的には、レジスト膜形成装置２Ａでは、例えば、目標温度に対する制御精度を、±０.５℃以内にすること、目標湿度に対する制御を、±０．５％以内にすることが求められる場合がある。

一方で、現像装置２Ｂでは、レジスト膜形成装置２Ａよりも高精度で温度、湿度を制御する必要がない場合もあり、且つ、処理室３内に流入する空気の流量もレジスト膜形成装置２Ａが求める流量よりも小さくてよい場合がある。

（熱媒体供給システム）
熱媒体供給システム１０は、上述したように第１気体供給装置１００と、第２気体供給装置２００とを有する。まず、第１気体供給装置１００は、気体取込口１１Ａ及び気体供給口１１Ｂを有する筐体１１と、取込口フィルタ１２と、冷却器１３と、加熱器１４と、加湿器１５と、送風機１６と、インバータ１７と、コントローラ１８と、を備える。

図１における二点鎖線の矢印α１は、第１気体供給装置１００により温調及び湿調される空気の流れを示している。矢印α１に示すように、気体取込口１１Ａに流入する空気は、まず、気体取込口１１Ａを覆う状態で取り付けられた取込口フィルタ１２によって清浄化される。取込口フィルタ１２は、ＵＬＰＡフィルタや、ＨＥＰＡフィルタ等でもよい。取込口フィルタ１２を通過した空気は、次いで、冷却器１３により冷却される。この際、除湿も行われる。次いで、空気は、加熱器１４により加熱され、その後、加湿器１５により加湿される。その後、空気は、気体供給口１１Ｂから第１ダクト３０に流入する。気体供給口１１Ｂは、上方に開口している。

冷却器１３の形式は特に限られるものではなく、冷凍回路の蒸発器で構成されてもよいし、ブライン等の低温の液体（熱媒体）を通過させる熱交換器で構成されてもよい。加熱器１４の形式も特に限られるものではなく、電気ヒータで構成されてもよく、冷凍回路の高温の冷媒を通過させる熱交換器で構成されてもよい。加湿器１５の形式も特に限られるものではなく、スチーム（蒸気）式、気化式、及び超音波式のいずれで構成されてもよい。

上述したように、本実施の形態ではレジスト膜形成装置２Ａにおける処理室３内の温度、湿度を極めて高精度に制御することが求められる。この場合、レジスト膜形成装置２Ａに空気を供給する第１気体供給装置１００では、温度及び湿度を高精度に制御できるように構成機器を選択する必要がある。この点を考慮し、本実施の形態では、冷却器１３がブライン等の低温の熱媒体を通過させる熱交換器で構成され、加熱器１４が電気ヒータで構成され、加湿器１５がスチーム式の加湿器で構成される。

冷凍回路では、冷媒を膨張させて蒸発させる際に冷媒の状態が気液混合状態となる。これに対して、ブライン等の低温の熱媒体を通過させる熱交換器では、熱媒体の相変化が基本的にはない。この観点から、熱媒体を通過させる熱交換器は、温度制御に関して有利である。電気ヒータも、高温の冷媒を通過させる熱交換器よりも状態が安定しやすい。また、気化式及び超音波式の加湿器では、水が蒸発せずに、液体のまま流れる虞がある。そのため、スチーム式の加湿器は、湿度制御に関して有利である。ただし、以上に説明した形式の組み合わせは特に限られるものではない。

気体取込口１１Ａから気体供給口１１Ｂまで空気を流すための駆動力は、送風機１６が発生させる。送風機１６は、ファンを回転させるモータを有し、本実施の形態では、モータとして三相交流モータ又はブラシレスモータが採用される。そして、送風機１６は、モータをインバータ１７により制御する。インバータ１７は、モータに供給する交流電流の周波数を調節することで、モータ回転数を調整する。これにより、送風機１６は、流量調節可能に第１内部ダクト部４Ａに空気を供給できる。

コントローラ１８は、冷却器１３、加熱器１４、加湿器１５及びインバータ１７を制御する。コントローラ１８は、加湿器１５の下流側に配置される図示しない一つ又は複数の温度センサ及び一つ又は複数の湿度センサからの検出情報に基づき、冷却器１３、加熱器１４及び加湿器１５の一部又は全部の動作を制御することで、供給する空気の温度が目標温度になるように及び供給する空気の湿度が目標湿度になるように制御する。また、コントローラ１８は、加湿器１５の下流側に配置される一つ又は複数の流量センサからの検出情報に基づき、処理室３内に流入する空気が目標流量になるようにインバータ１７を介して送風機１６を制御する。

コントローラ１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されてもよく、この場合、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、各種処理を行う。また、コントローラ１８は、その他のプロセッサや電気回路（例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｌｌｅｙ）等）で構成されてもよい。

第２気体供給装置２００は、第１気体供給装置１００と同様に、気体取込口２１Ａ及び気体供給口２１Ｂを有する筐体２１と、取込口フィルタ２２と、冷却器２３と、加熱器２４と、加湿器２５と、送風機２６と、インバータ２７と、コントローラ２８と、を備える。

図１における二点鎖線の矢印α２は、第２気体供給装置２００により温調及び湿調される空気の流れを示している。矢印α２に示すように、気体取込口２１Ａに流入する空気は、取込口フィルタ２２、冷却器２３、加熱器２４、加湿器２５、及び気体供給口２１Ｂをこの順で通過した後、第２ダクト４０に流入する。気体供給口２１Ｂは上方に開口している。

第２気体供給装置２００を構成する各部の構成は第１気体供給装置１００の各部の構成と基本的に同様であるが、本実施の形態では、加湿器２５の形式と、送風機２６の仕様が、第１気体供給装置１００と異なっている。具体的には、加湿器２５が気化式の加湿器で構成されている。また、送風機２６の空気の供給量の範囲（風量範囲）が、送風機１６の空気の供給量の範囲（風量範囲）と異なり、送風機２６の空気の最大供給量は、送風機１６の空気の最大供給量よりも小さい。

上述したように、現像装置２Ｂでは、レジスト膜形成装置２Ａよりも高精度で温度、湿度を制御する必要がない場合もあり、且つ、処理室３内に流入する空気の流量もレジスト膜形成装置２Ａが求める流量よりも小さくてよい場合がある。本実施の形態では、このケースに適合している。このようなケースに適合することを考慮し、オーバースペックを回避する合理的な構成を実現すべく、本実施の形態では、第２気体供給装置２００の加湿器２５の形式及び送風機２６の仕様と、第１気体供給装置１００の加湿器１５の形式及び送風機１６の仕様とが変えられている。これにより、イニシャルコスト及びランニングコストの抑制が図られる。

（ダクト）
第１ダクト３０は、第１気体供給装置１００の気体供給口１１Ｂと、半導体製造システム１における第１内部ダクト部４Ａに設けられた気体導入口５Ａとを接続している。

図１において、符号ＵＤは、鉛直方向を示す。符号Ｃａは、気体供給口１１Ｂの中心を示し、符号Ｃｂは、気体導入口５Ａの中心を示している。また、符号Ｌ１は、気体供給口１１Ｂの中心Ｃａと気体導入口５Ａの中心Ｃｂとを結んだ仮想的な直線を示している。

ここで、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度は０度以上４５度以下であり、詳しくは、０度である。そして、気体供給口１１Ｂの中心軸線と、気体導入口５Ａの中心軸線とが同軸に位置し、気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとが鉛直方向ＵＤで互いに正対している。そして、第１ダクト３０は、気体供給口１１Ｂから気体導入口５Ａにわたり真っ直ぐに且つ鉛直方向ＵＤに平行に延びる状態で気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。そして、第１ダクト３０の中心軸線Ｃ１と、直線Ｌ１とが一致している。

また、第２ダクト４０は、第２気体供給装置２００の気体供給口２１Ｂと、半導体製造システム１における第２内部ダクト部４Ｂに設けられた気体導入口５Ｂとを接続している。図１において、符号Ｃｃは、気体供給口２１Ｂの中心を示し、符号Ｃｄは、気体導入口５Ｂの中心を示している。また、符号Ｌ２は、気体供給口２１Ｂの中心Ｃｃと気体導入口５Ｂの中心Ｃｄとを結んだ仮想的な直線を示している。

直線Ｌ２が鉛直方向となす角度も０度以上４５度以下であり、詳しくは、０度である。そして、気体供給口２１Ｂの中心軸線と、気体導入口５Ｂの中心軸線とが同軸に位置し、気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとが鉛直方向ＵＤで互いに正対している。そして、第２ダクト４０は、気体供給口２１Ｂから気体導入口５Ｂにわたり真っ直ぐに且つ鉛直方向ＵＤに平行に延びる状態で気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。そして、第２ダクト４０の中心軸線Ｃ２と、直線Ｌ２とが一致している。

なお、本実施の形態のように気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとが互いに正対する場合には、直線Ｌ１、Ｌ２が鉛直方向となす角度は、０度が良い。直線Ｌ１、Ｌ２が鉛直方向となす角度は、好ましくは３０度以下であり、より好ましくは２２．５度以下であり、さらに好ましくは１５度以下、１０度以下、５度以下である。

また、図１において、符号Ｌ１１、Ｌ１２は、各レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａの中心と、気体供給口１１Ｂの中心Ｃａとを結ぶ直線を示している。図示から明らかなように、直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では１０度以下になっている。直線Ｌ１１及び直線Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上２５度以下であることが好ましい。

また、図１において、符号Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４は、各現像装置２Ｂの受入口３Ｂの中心と、気体供給口２１Ｂの中心Ｃｃとを結ぶ直線を示している。図示から明らかなように、直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では１０度以下になっている。直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上２５度以下であることが好ましい。

第１ダクト３０及び第２ダクト４０の形式は特に限られるものではなく、折り曲げ可能なフレキシブルダクトでもよいし、折り曲げ不能なリジッドなダクトでもよい。本実施の形態では、第１ダクト３０及び第２ダクト４０がともに真っ直ぐに延びるため、折り曲げ不要で且つ圧損が抑制される。そのため、リジッドなダクトを用いることで、圧損の更なる抑制とコストダウンを図ってもよい。また、第１ダクト３０及び第２ダクト４０は断面形状が円形でもよいし、矩形でもよい。すなわち、第１ダクト３０及び第２ダクト４０は、円形ダクトでもよいし、角形ダクトでもよい。

（作用・効果）
次に、本実施の形態の作用について説明する。

第１気体供給装置１００では、気体取込口１１Ａに流入する空気が取込口フィルタ１２によって清浄化されて、第１気体供給装置１００内に導入される。その後、空気は、冷却器１３により冷却され、次いで、加熱器１４により加熱され、その後、加湿器１５により加湿される。その後、空気は、気体供給口１１Ｂから第１ダクト３０に流入する。

そして、第１ダクト３０から第１内部ダクト部４Ａの気体導入口５Ａに受け入れられた空気は、半導体製造システム１における第１内部ダクト部４Ａの内部を介して各レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａから各レジスト膜形成装置２Ａの処理室３に供給される。

同様に、第２気体供給装置２００では、気体取込口２１Ａに流入する空気が取込口フィルタ２２によって清浄化されて、第２気体供給装置２００内に導入される。その後、空気は、冷却器２３により冷却され、次いで、加熱器２４により加熱され、その後、加湿器２５により加湿される。その後、空気は、気体供給口２１Ｂから第２ダクト３０に流入する。

そして、第２ダクト４０から第２内部ダクト部４Ｂの気体導入口５Ｂに受け入れられた空気は、半導体製造システム１における第２内部ダクト部４Ｂの内部を介して各現像装置２Ｂの受入口３Ｂから各現像装置２Ｂの処理室３に供給される。

本実施の形態では、第１気体供給装置１００が準備された後、第１気体供給装置１００は、直線Ｌ１と鉛直方向とがなす角度が０度になるように配置される。そして、第１ダクト３０が気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続する。そして、第１ダクト３０は、気体供給口１１Ｂから気体導入口５Ａにわたり真っ直ぐに延び、第１ダクト３０の中心軸線Ｃ１を直線Ｌ１に一致させる。

これにより、気体供給口１１Ｂから第１ダクト３０を介して気体導入口５Ａに至る空気に対する圧損が抑制され、本実施の形態では、ほぼ無くなる。これにより、送風機１６のエネルギー消費量が抑制される。また、レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａの中心と気体供給口１１Ｂの中心Ｃａとを結ぶ直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は、本実施の形態では１０度以下になっている。この場合、気体導入口５Ａから第１内部ダクト部４Ａを介して受入口３Ａに至る空気に対する圧損も極めて抑制される。これにより、送風機１６のエネルギー消費量が効果的に抑制される。

また、第１ダクト３０は気体供給口１１Ｂから気体導入口５Ａにわたり真っ直ぐに延びるため、全長が抑制される。これにより、第１ダクト３０内を流れる空気の温度が第１ダクト３０の外部の温度の影響で変化することが抑制される。したがって、処理室３内に導入される空気の温度の制御精度が安定する。また、第１ダクト３０の断熱材を設ける場合には、その容量を抑制できる。

また、第１ダクト３０は気体供給口１１Ｂから気体導入口５Ａにわたり真っ直ぐに延びるため、第１ダクト３０の内面に接触する第１ダクト３０内の空気の量が抑制される。これにより、第１ダクト３０の内面での結露の発生が抑制され、空気の湿度の乱れが抑制される。したがって、処理室３内に導入される空気の湿度度の制御精度が安定する。

同様に、第２気体供給装置２００と半導体製造システム１との間の空気の通流に関しても、第１気体供給装置１００と同様に、圧損が抑制される。また、処理室３内に導入される空気の温度の制御精度が安定し、且つ、処理室３内に導入される空気の湿度の制御精度が安定する。

そして、以上のように送風機１６、２６からの空気に対する圧損が抑制されるため、本実施の形態ではモータ容量の小さい送風機１６、２６を使用した場合でも、処理室３に望まれる流入空気量の仕様を十分に満たし得る。そのため、送風機１６，２６のイニシャルコストを抑制できる。また、エネルギー消費量の抑制によりランニングコストを効果的に抑制できる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る半導体製造プラントＰ１は、気体導入口５Ａ、５Ｂで受け入れた空気を供給される処理室３を有する処理装置２を備えた半導体製造システム１と、空気を気体供給口１１Ｂ、２１Ｂから供給する気体供給装置１００、２００を備えた熱媒体供給システム１０と、気体導入口５Ａ、５Ｂと気体供給口１１Ｂ、２１Ｂとを接続するダクト３０、４０と、を備える。そして、気体供給口１１Ｂ、２１Ｂの中心と気体導入口５Ａ、５Ｂの中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下であり、具体的には０度である。これにより、圧損が抑制されることで、送風機１６、２６のエネルギー消費量が抑制される。また、空気の温度及び湿度の制御精度が安定する。したがって、所定処理が行われる処理室３の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

特に本実施の形態ではダクト３０、４０での空気に対する圧損が極めて抑制されるため、気体供給装置１００、２００側のモータ容量を従来のダクト構成の場合に比較して飛躍的に抑制できる。これにより、送風機１６，２６のイニシャルコストを抑制でき、且つ、ランニングコストを効果的に抑制できる。ＥＵＶを利用する半導体製造プラントは電力消費量が非常に多くなる。このようなプラントにおいて、本実施の形態に係る技術は非常に効果的にエネルギー消費量を抑制できるため、極めて有益である。

なお、送風機１６，２６を選定する際には、まず、処理装置２（本実施の形態では、複数の処理装置２）が要求する気体の要求供給量と、気体供給装置１００、２００、ダクト３０、４０及び処理装置２で生じる圧損と、を特定する。次いで、複数の送風機の送風機静圧風量特性曲線において、前記圧損を静圧とし、前記要求供給量を前記圧損としての静圧に対応する風量として対応点をプロットし、少なくとも対応点を越える送風機静圧風量特性曲線を有する送風機を選定する。そして、選定された送風機を備える気体供給装置１００、２００が準備される。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。図３は、第２の実施の形態に係る半導体製造プラントＰ２の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態では、図３に示すように半導体製造システム１の第１内部ダクト部４Ａにおける気体導入口５Ａ及び第２内部ダクト部４Ｂにおける気体導入口５Ｂが水平方向に開口している。そして、気体導入口５Ａの中心軸線は気体供給口１１Ｂの中心軸線と非平行となる。また、気体導入口５Ｂの中心軸線は気体供給口２１Ｂの中心軸線と非平行となる。

本実施の形態では、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度は、５度以上１５度以下であり、詳しくは、１０度以上１５度以下になっている。そして、第１ダクト３０が、気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。また、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度は、５度以上１５度以下であり、詳しくは、１０度以上１５度以下になっている。そして、第２ダクト４０は、気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。

また、第１ダクト３０は、気体導入口５Ａ側の端部を含む一部が湾曲している一方、この湾曲部分と気体供給口１１Ｂとの間の部分は鉛直方向ＵＤに平行に延びている。同様に、第２ダクト４０は、気体導入口５Ｂ側の端部を含む一部が湾曲している一方、この湾曲部分と気体供給口２１Ｂとの間の部分は鉛直方向ＵＤに平行に延びている。

また、各レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａの中心と、気体供給口１１Ｂの中心Ｃａとを結ぶ直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では３０度以下になっている。直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は小さいほうが良く、２５度以下であることが好ましく、２０度以下であることがより好ましい。また、各現像装置２Ｂの受入口３Ｂの中心と、気体供給口２１Ｂの中心Ｃｃとを結ぶ直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では３０度以下になっている。直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、小さいほうが良く、２５度以下であることが好ましく、２０度以下であることがより好ましい。

本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、所定処理が行われる処理室３の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。図４は、第３の実施の形態に係る半導体製造プラントＰ３の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態では、図４に示すように直線Ｌ１が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度は０度ではなく、約３０度になっている。そして、第１ダクト３０が、気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。また、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度は、約３０度になっている。そして、第２ダクト４０は、気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。

また、第１ダクト３０は、気体導入口５Ａ側の端部を含む一部が湾曲するとともに、気体供給口１１Ｂ側の端部を含む一部が湾曲する。一方で、第１ダクト３０における両端側の湾曲部の間の部分は、その中心軸線Ｃ１が直線Ｌ１と一致するように真っ直ぐに延びている。同様に、第２ダクト４０は、気体導入口５Ｂ側の端部を含む一部が湾曲するとともに、気体供給口２１Ｂ側の端部を含む一部が湾曲する。一方で、第２ダクト４０における両端側の湾曲部の間の部分は、その中心軸線Ｃ２が直線Ｌ２と一致するように真っ直ぐに延びている。

また、各レジスト膜形成装置２Ａの受入口３Ａの中心と、気体供給口１１Ｂの中心Ｃａとを結ぶ直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では３０度以下になっている。直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度は小さいほうが良く、２５度以下であることが好ましく、２０度以下であることがより好ましい。また、各現像装置２Ｂの受入口３Ｂの中心と、気体供給口２１Ｂの中心Ｃｃとを結ぶ直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、０度以上４５度以下であり、本実施の形態では３０度以下になっている。直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度は、小さいほうが良く、２５度以下であることが好ましく、２０度以下であることがより好ましい。

本実施の形態でも、所定処理が行われる処理室３の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。図５は、第４の実施の形態に係る半導体製造プラントＰ４の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態では、図５に示すように半導体製造システム１の第１内部ダクト部４Ａにおける気体導入口５Ａ及び第２内部ダクト部４Ｂにおける気体導入口５Ｂが水平方向に開口している。そして、気体導入口５Ａの中心軸線は気体供給口１１Ｂの中心軸線と非平行となる。また、気体導入口５Ｂの中心軸線は気体供給口２１Ｂの中心軸線と非平行となる。

そして、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度は０度ではなく、約３０度になっている。そして、第１ダクト３０は、気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。また、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度が４５度以下になっており、詳しくは、直線Ｌ２が鉛直方向となす角度は、約３０度になっている。そして、第２ダクト４０は、気体供給口２１Ｂと気体導入口５Ｂとを接続している。

また、第１ダクト３０は、気体導入口５Ａ側の端部を含む一部が湾曲するとともに、気体供給口１１Ｂ側の端部を含む一部が湾曲する。一方で、第１ダクト３０における両端側の湾曲部の間の部分は、その中心軸線Ｃ１が直線Ｌ１と一致するように真っ直ぐに延びている。同様に、第２ダクト４０は、気体導入口５Ｂ側の端部を含む一部が湾曲するとともに、気体供給口２１Ｂ側の端部を含む一部が湾曲する。一方で、第２ダクト４０における両端側の湾曲部の間の部分は、その中心軸線Ｃ２が直線Ｌ２と一致するように真っ直ぐに延びている。その他の直線Ｌ１１、Ｌ１２がそれぞれ鉛直方向となす角度に関する態様、及び、直線Ｌ２１～Ｌ２４がそれぞれ鉛直方向となす角度に関する態様は、第３の実施の形態と同様である。

本実施の形態でも、所定処理が行われる処理室３の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

＜第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。図６は、第５の実施の形態に係る半導体製造プラントＰ５の概略図である。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態の構成と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態では、図６に示すように半導体製造システム１の第１内部ダクト部４Ａにおける気体導入口５Ａが水平方向に開口している。そして、気体導入口５Ａの中心軸線は気体供給口１１Ｂの中心軸線と非平行となる。そして、直線Ｌ１が鉛直方向となす角度が０度になっており、第１ダクト３０が、気体供給口１１Ｂと気体導入口５Ａとを接続している。第１ダクト３０は、気体導入口５Ａ側の端部を含む一部が湾曲する。一方で、第１ダクト３０における気体導入口５Ａ側の湾曲部と気体供給口１１Ｂとの間の部分は、その中心軸線Ｃ１が直線Ｌ１と一致するように真っ直ぐに且つ鉛直方向ＵＤに平行に延びている。

本実施の形態でも、所定処理が行われる処理室３の状態をエネルギー消費量を抑制しつつ所望状態に高精度に制御し易くなる。

＜第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態について説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第５の実施の形態の構成と同じものには、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図７は、第６の実施の形態に係る半導体製造プラントＰ６の概略的な斜視図であり、図８は、図７で示した矢印ＶＩＩＩの方向で第２気体供給装置２００を見た図に対応する。本実施の形態では、第１気体供給装置１００が複数の第１気体供給装置１００Ａ、１００Ｂを含む。第２気体供給装置２００が複数の第２気体供給装置２００Ａ、２００Ｂを含む。

そして、複数の第１気体供給装置１００Ａ、１００Ｂはそれぞれ、対応する第１ダクト３０を介して対応するレジスト膜形成装置２Ａに別々に接続されている。複数の第２気体供給装置２００Ａ、２００Ｂはそれぞれ、対応する第２ダクト４０を介して対応する２つの現像装置２Ｂに別々に接続されている。第１ダクト３０、第２ダクト４０の接続態様及び向きは、第１乃至第５の実施の形態の態様のいずれかが採用されればよい。

本実施の形態では、複数のレジスト膜形成装置２Ａの各々で異なる温度及び湿度制御を実施できるため、レジスト膜形成装置２Ａの処理室３の状態を所望状態に確実に高精度に制御し易くなる。また、４つの現像装置２Ｂに関しては、２つの現像装置２Ｂに分けて、別々に温度及び湿度制御を実施できる。この場合、空気を４つの現像装置２Ｂに分配する場合に比較して、現像装置２Ｂの処理室３の状態を所望状態に高精度に制御し易くなる。なお、４つの現像装置２Ｂに別々の第２気体供給装置２００が接続されてもよい。

また、本実施の形態では、第１気体供給装置１００Ａの筐体１１と、第１気体供給装置１００Ｂの筐体１１とが側面の一部を接触させた状態で配置される。そして、第１気体供給装置１００Ａの気体供給口１１Ｂに接続された第１ダクト３０と、第１気体供給装置１００Ｂの気体供給口１１Ｂに接続された第１ダクト３０とが平行に延び、互いに側面の一部を接触させた状態で隣り合っている。そして、隣り合う筐体１１は、板材等により固定されている。第１気体供給装置１００Ｂの気体供給口１１Ｂは、筐体１１の上面の外縁から広がるように、又は、筐体１１の上面の外縁に近接して設けられている。
第１気体供給装置１００Ａの筐体１１と第１気体供給装置１００Ｂの筐体１１とが接する場合、両装置の振動が抑制され、空気の温度湿度制御の精度が向上し得る。また、複数（図示例では２つ）の第１ダクト３０が互いに接する場合、ダクト外部の温度からのダクト内の空気への影響が抑制されるため、ダクト内の空気の状態変化が抑制され、空気の温度湿度制御の精度が向上し得る。なお、第１ダクト３０が互いに接する構成を採用する場合、第１ダクト３０は角形ダクトのほうが望ましいが、特に限られない。第２気体供給装置２００Ａ、２００Ｂも、第１気体供給装置１００Ａ、１００Ｂ側と同様のレイアウト及びダクト接続態様になっており、同様の効果が得られる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施の形態では本発明が半導体製造プラントに適用されているが、本発明は、その他の製造プラントにも適用され得る。

上述の実施の形態では、レジスト膜形成装置２Ａと現像装置２Ｂとに異なる気体供給装置１００、２００から温度及び湿度が制御された空気が供給される。これに加えて又はこれに代えて、複数の処理装置２は、異なる溶媒を揮発又は乾燥させる互いに異なる処理装置が含まれる場合において、それぞれに別の気体供給装置から気体を供給してもよい。この場合に、異なる処理装置２の一方に気体を供給する気体供給装置の気体の供給量の範囲を、異なる処理装置の他方に気体を供給する気体供給装置の気体の供給量の範囲と異ならせてもよい。

Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６…半導体製造プラント
１…半導体製造システム
２…処理装置
２Ａ…レジスト膜形成装置
２Ｂ…現像装置
３…処理室
３Ａ，３Ｂ
４…内部ダクト
４Ａ…第１内部ダクト部
４Ｂ…第２内部ダクト部
５Ａ…気体導入口
５Ｂ…気体導入口
１０…熱媒体供給システム
１００…第１気体供給装置
１１Ａ…気体取込口
１１Ｂ…気体供給口
１１…筐体
１２…取込口フィルタ
１３…冷却器
１４…加熱器
１５…加湿器
１６…送風機
１７…インバータ
１８…コントローラ
２００…第２気体供給装置
２１Ａ…気体取込口
２１Ｂ…気体供給口
２１…筐体
２２…取込口フィルタ
２３…冷却器
２４…加熱器
２５…加湿器
２６…送風機
２７…インバータ
２８…コントローラ
３０…第１ダクト
４０…第２ダクト
ＵＤ…鉛直方向
Ｃａ，Ｃｃ…気体供給口の中心
Ｃｂ，Ｃｄ…気体導入口の中心
Ｌ１，Ｌ２…直線

Claims (4)

1. 気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムと、
   気体を気体供給口から供給する気体供給装置を備えた熱媒体供給システムと、
   前記気体導入口と前記気体供給口とを接続するダクトと、を備え、
   前記熱媒体供給システムが設置されるフロアの上方のフロアに前記処理システムが設置され、
   前記気体導入口の中心軸線と前記気体供給口の中心軸線とが非平行であり、前記気体供給口の中心と前記気体導入口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下であり、
   前記処理システムは、前記気体導入口を有する内部ダクトを備え、前記内部ダクトを通して、前記気体を前記処理室まで送り、
   前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度であり、前記ダクトの両端部のうちの一方の端部を含む一部を除く部分における前記ダクトの中心軸線と、前記直線とが一致するか、又は、
   前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度でない場合に、前記ダクトは、前記鉛直方向と平行に延びる部分と１つの湾曲部分とで前記気体導入口と前記気体供給口とを接続する、製造プラント。
2. 気体導入口で受け入れた気体を供給される処理室を有する処理装置を備えた処理システムと、
   気体を気体供給口から供給する気体供給装置を備えた熱媒体供給システムと、
   前記気体導入口と前記気体供給口とを接続するダクトと、を備え、
   前記気体導入口の中心軸線と前記気体供給口の中心軸線とが非平行であり、前記気体供給口の中心と前記気体導入口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下であり、
   前記処理システムは、前記気体導入口を有する内部ダクトを通して、前記気体を前記処理室まで送り、
   前記処理室は、前記気体を受け入れる受入口を有し、
   前記受入口の中心と前記気体供給口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下であり、
   前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度であり、前記ダクトの両端部のうちの一方の端部を含む一部を除く部分における前記ダクトの中心軸線と、前記直線とが一致するか、又は、
   前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度でない場合に、前記ダクトは、前記鉛直方向と平行に延びる部分と１つの湾曲部分とで前記気体導入口と前記気体供給口とを接続する、製造プラント。
3. 気体導入口を有する内部ダクトと、前記気体導入口で受け入れた気体を前記内部ダクトを通して供給される処理室を有する処理装置と、を備えた処理システムが設けられる製造プラントにおける機器の設置方法であって、
   気体を気体供給口から供給する気体供給装置を準備する工程と、
   前記気体導入口の中心軸線と前記気体供給口の中心軸線とが非平行であり、且つ前記気体導入口の中心と前記気体供給口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下になるように、前記気体供給装置を、前記処理システムが設置されるフロアの下方のフロアに配置する工程と、
   前記気体導入口と前記気体供給口とをダクトで接続する工程と、を備え、
   前記配置する工程で、前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度になるように前記気体供給装置を配置し、前記接続する工程で、前記ダクトの両端部のうちの一方の端部を含む一部を除く部分における前記ダクトの中心軸線と、前記直線とが一致するように前記気体導入口と前記気体供給口とを前記ダクトで接続するか、又は、
   前記配置する工程で、前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度にならないように前記気体供給装置を配置し、前記接続する工程で、前記ダクトにおける前記鉛直方向と平行に延びる部分と、１つの湾曲部分とで、前記気体導入口と前記気体供給口とを接続する、製造プラントにおける機器の設置方法。
4. 気体導入口を有する内部ダクトと、前記気体導入口で受け入れた気体を前記内部ダクトを通して供給される処理室を有する処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記気体を受け入れる受入口を有する処理システムが設けられる製造プラントにおける機器の設置方法であって、
   気体を気体供給口から供給する気体供給装置を準備する工程と、
   前記気体導入口の中心軸線と前記気体供給口の中心軸線とが非平行であり、前記気体導入口の中心と前記気体供給口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下になるように、且つ、前記受入口の中心と前記気体供給口の中心とを結んだ直線が鉛直方向となす角度が、０度以上４５度以下になるように、前記気体供給装置を配置する工程と、
   前記気体導入口と前記気体供給口とをダクトで接続する工程と、を備え、
   前記配置する工程で、前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度になるように前記気体供給装置を配置し、前記接続する工程で、前記ダクトの両端部のうちの一方の端部を含む一部を除く部分における前記ダクトの中心軸線と、前記直線とが一致するように前記気体導入口と前記気体供給口とを前記ダクトで接続するか、又は、
   前記配置する工程で、前記直線が前記鉛直方向となす角度が０度にならないように前記気体供給装置を配置し、前記接続する工程で、前記ダクトにおける前記鉛直方向と平行に延びる部分と、１つの湾曲部分とで、前記気体導入口と前記気体供給口とを接続する、製造プラントにおける機器の設置方法。

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