JP2006261699A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体基板への付着異物を減らして歩留り向上を図るとともに、半導体基板のハンドリングミスを減らして半導体製造装置の稼働率を向上させる。
【解決手段】半導体基板300を収納した密閉式の容器200を半導体製造装置400のロードポート100aに配置し、この容器200から取り出した半導体基板300を、ロードポート100aと処理部420との間の搬送領域410において、プロセス処理前の半導体基板300およびプロセス処理後の半導体基板300をイオナイザ413によって除電してロードポート100aに配置された容器200に収納することにより、半導体基板300への付着異物を減らすとともに、半導体基板300のハンドリングミスを減らすことができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、半導体基板の除電技術および密閉式の収納技術に適用して有効な技術に関するものである。
基板の除電方法として、イオン化エアー発生器などの帯電防止または除電機構を用いてエアーをイオン化し、これを基板に吹き付けることにより、基板の帯電防止あるいは除電を行って基板の移載ミスなどのトラブルを防止する技術が記載されている(例えば、特許文献1参照)。
また、基板の除電方法として、帯電した基板を収納した筐体内において、この筐体内に非反応性ガスを導入した状態で筐体内にイオンおよび電子を生成して帯電電荷を中和し、これによって、電磁ノイズフリー、不純物汚染フリーおよび残留電位の完全消失化を実現する技術が記載されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、基板の除電方法として、所定の半導体層を成長させる反応炉に半導体基板を系外に取り出さずに搬送可能な搬送装置において、所定の雰囲気で所定の基体のイオンを発生させて搬送装置内の半導体基板を除電する技術が記載されている(例えば、特許文献3参照)。
また、半導体基板にプロセス処理などが行われるクリーンルームについて、ミニエンバイロメント(製品を汚染や人間から隔離するための密閉容器によって作り出された小さな環境)を含むクリーンルームの構造やケミカル汚染物質の除去などが記載されている(例えば、非特許文献1参照)。
特開平8−8319号公報 特開平7−14761号公報 特開平9−223673号公報 株式会社工業調査会、2000年8月1日発行、「電子材料8月号」、16から21頁
半導体製造工程のうち、特に前工程では、各工程間で半導体基板の搬送が行われるため、種々の半導体収納容器(キャリアカセットなどと呼ぶ)が用いられている。
この半導体収納容器には、フープ(FOUP;正式にはFront Opening Unified Pod)と呼ばれる密閉式のものと、OC(Open Cassette)と呼ばれる非密閉式のものとがあり、両者とも、複数の半導体基板をそれぞれに空間を介して重ねて配置収容するものである。
このうち、FOUPは、半導体基板の搬入出が行われる開口部を有した容器本体と、この開口部を塞ぐ蓋とによって構成され、蓋を閉じることにより容器本体が密閉される。
今後、直径300mmの半導体基板を用いる際には、FOUPを使用した前記ミニエンバイロメントの思想が求められるが、現在では非密閉式のOCも使用されている。
ところで、前記除電技術においては、以下の問題があることを本発明者は見出した。
すなわち、OCを用いた製造ラインでは、そこに設置された半導体製造装置において、除電装置であるイオナイザが、ロードポートの上方に取り付けられており、したがって、半導体製造装置内に配置された搬送用のロボットのハンドリング部(以降、ロボットハンドと呼ぶ)や、半導体製造装置や検査装置などで処理された処理後の半導体基板の除電ができない。
なお、半導体基板が静電気などによって帯電していると、ロボットハンドで半導体基板を掴もうとした時、半導体基板が滑って掴むことができず、ハンドリングミスとなり、これによって、全自動ラインでエラーが発生してラインが停止してしまう。
ラインが一度停止すると、そのメンテナンス(復旧作業)に手間が掛かり、生産効率が低下することが問題となる。
また、半導体基板が帯電していると、ロボットハンドが半導体基板を掴もうとした時に、放電によってスパークしたり、電流リークが発生し、その結果、半導体基板に電気的損傷が発生することが問題となる。
また、ロボットハンドのハンドリングミスによって半導体基板が移動すると、パーティクルが発生することが問題となる。
さらに、半導体基板が帯電していると、半導体基板への異物付着が増加し、半導体基板の歩留りが低下することが問題となる。
また、直径300mmの半導体基板対応の密閉式の半導体収納容器であるFOUPを使用する上で、このFOUPについての仕様が盛り込まれたSEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)規格に関し、以下の問題が含まれていることを本発明者は見出した。
すなわち、図12の比較例に示すように、半導体収納容器200の容器長さL、および、オープナ120の被接続面120aと表面板150の表面150aとの段差Dについては、SEMI規格のE47.1およびE62に、容器長さLが(y33)としてy33=165.5mm±0.5mmと規定され、また、段差Dは、その公差が(y34)としてy34=±0.25mmとして規定されている。
したがって、半導体収納容器200の蓋220が容器本体210の前面外周部から最大で1mm奥に引っ込んでいたり、半導体収納容器200全体の容器長さLが最小寸法の165mmになっている場合がある。
また、半導体収納容器200を平行移動させる際の移動距離は、容器長さLが165.5mmの容器用に調整されていることが多いため、容器長さLが小さい半導体収納容器200や蓋220が引っ込んでいる半導体収納容器200の場合、蓋220を開ける際には、オープナ120が半導体収納容器200の蓋220に密着できない。
この場合、回転キー121が十分に蓋220内に挿入できないため、回転キー121が回転した際に、蓋220の露出面220a側の板を破損したり、蓋220側のキー溝221を十分に回転できず、その結果、蓋220を開けられなくなるという問題が起こる。
さらに、蓋220を閉める時には、蓋220が半導体収納容器200に十分に収まっていない状態で回転キー121を回転することになり、半導体収納容器200を閉めることができないという問題が起こる。
本発明の目的は、半導体基板への付着異物を減らして歩留りを向上させることができる技術を提供することにある。
また、本発明の目的は、半導体基板のハンドリングミスを減らして半導体製造装置の稼働率を向上させることができる技術を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、放電による半導体基板へのダメージを無くして歩留りを向上させることができる技術を提供することにある。
また、本発明の目的は、半導体収納容器の破損を無くしてその耐用期間を延ばすことができる技術を提供することにある。
また、本発明の目的は、半導体収納容器の開閉ミスを減らして半導体製造装置や製造ラインの停止時間を削減することができる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
すなわち、本発明は、表面板の表面より突出した被接続面を有するオープナを備えた半導体収納容器開閉装置のステージ上に半導体収納容器を配置し、前記オープナの被接続面と半導体収納容器の蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持して前記蓋の開閉を行って前記半導体基板の搬入出を行うものである。
また、本発明は、半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.25mmを越えて突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、前記オープナによって前記半導体収納容器の開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程を有するものである。
本願発明のその他の発明の概要を項に分けて以下に示す。
1.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.25mmを越えて突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
2.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.25〜10mm突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
3.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より1mm突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
4.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.25〜10mm突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(d)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
本発明の更にその他の概要を以下項分けして説明する。
1.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納した密閉式の半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
2.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成された密閉式の半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(d)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の前記搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
3.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成された密閉式の半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内の搬送領域に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記搬送領域に配置されたアースされていないロボットハンドを前記搬送領域で除電し、この除電されたロボットハンドによって前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送する工程、
(d)前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の前記搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
4.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成された密閉式の半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内のロードロック室に移し、このロードロック室内のアースされていない基板支持台によって前記半導体基板を支持する工程、
(e)前記ロードロック室から前記半導体製造装置の搬送領域に前記半導体基板を移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
5.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納した半導体収納容器を半導体製造装置のロードポートに配置する工程、
(b)前記半導体収納容器から前記半導体基板を取り出し、前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記処理部と前記ロードポートとの間の前記半導体製造装置の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体製造装置の前記ロードポートに配置された前記半導体収納容器に収納する工程。
6.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成されるとともにアース接続された半導体収納容器を半導体製造装置のロードポートに配置する工程、
(b)前記半導体収納容器から前記半導体基板を取り出し、処理部と搬送領域とを備えた前記半導体製造装置の前記搬送領域に前記半導体基板を移す工程、
(c)前記搬送領域でイオナイザによって前記半導体基板を除電する工程、
(d)前記処理部に前記半導体基板を移して前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記搬送領域に移し、前記搬送領域で前記イオナイザによって前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記ロードポートに配置された前記半導体収納容器に収納する工程。
7.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成されるとともにアース接続された半導体収納容器を半導体製造装置のロードポートに配置する工程、
(b)前記半導体収納容器から前記半導体基板を取り出し、処理部と搬送領域とを備えた前記半導体製造装置の前記搬送領域に前記半導体基板を移す工程、
(c)前記搬送領域で除電されたロボットハンドによって前記半導体基板を支持して前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(d)前記ロボットハンドによって前記半導体基板を前記処理部に移して前記処理部で前記半導体基板を処理する工程、
前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記搬送領域に移し、前記搬送領域の
前記ロボットハンドによって前記半導体基板を支持して前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記ロードポートに配置された前記半導体収納容器に収納する工程。
8.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成された半導体収納容器を半導体製造装置のロードポートに配置する工程、
(b)前記半導体製造装置に設置された半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記処理部と前記ロードポートとの間の前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
9.項8記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記搬送領域のクリーン度が前記ロードポート周辺のクリーン度より高いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
10.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ全体が導電性材料によって形成された半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
11.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ全体が導電性材料によって形成された半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(d)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(e)前記(d)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電する工程、
(f)前記(e)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
12.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納し、かつ少なくとも前記半導体基板との接触箇所が導電性材料によって形成された半導体収納容器を半導体収納容器開閉装置のステージ上に配置する工程、
(b)前記半導体収納容器開閉装置のオープナによって前記半導体収納容器の蓋を開けて前記半導体基板を取り出し、前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置内に前記半導体基板を搬送する工程、
(c)前記半導体製造装置の処理部に前記半導体基板を搬送した後、前記処理部で前記半導体基板をプロセス処理する工程、
(d)前記(c)工程で処理された半導体基板を前記半導体製造装置内の搬送領域に移し、前記搬送領域で前記半導体基板を除電するとともに、前記搬送領域に設けられたケミカルフィルタによって前記半導体基板の化学汚染を防ぐ工程、
(e)前記(d)工程で除電された半導体基板を前記半導体収納容器に移載して収納する工程。
13.項12記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記処理部での前記半導体基板への処理前と処理後に、前記搬送領域で前記ケミカルフィルタによって前記半導体基板の化学汚染を防ぐことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
14.項1記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体製造装置の前記処
理部で前記半導体基板を枚葉処理することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
15.項14記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体製造装置の前記処理部で前記半導体基板を枚葉処理している最中、次に処理される半導体基板が前記半導体製造装置のロードロック室で待機していることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
16.項1記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体基板の前記半導体収納容器への搬入出を行う際に、前記半導体収納容器開閉装置の前記オープナによって前記半導体収納容器の開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて前記半導体基板の搬入出を行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
17.項1記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体基板として、直径300mmの基板を用いることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
18.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.25mmを越えて突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程。
19.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.3mmを越えて突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程。
20.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より0.7mmを越えて突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程。
21.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より1.0mm突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程。
22.(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、かつ前記表面板の表面から前記オープナの被接続面までの距離とフェイシャル基準面から前記半導体収納容器の前記蓋の露出面までの距離とのオーバーラップ量が零より大きく設定された半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程を有し、
半導体製造ラインに流れている全ての前記半導体収納容器の前記オーバーラップ量が零より大きいことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
23.(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備えるとともに、前記表面板の表面から前記オープナの被接続面までの距離とフェイシャル基準面から前記半導体収納容器の前記蓋の露出面までの距離とのオーバーラップ量が零より大きくかつ1.25mm以下に設定された半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程を有し、
半導体製造ラインに流れている全ての前記半導体収納容器の前記オーバーラップ量が零より大きく、かつ1.25mm以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
24.(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備えた半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程を有し、
前記(b)工程で前記オープナによって前記蓋を把持した際に、前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とが密着しないものの割合が、半導体製造ラインに流れている全ての
前記半導体収納容器の1%以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
25.以下の工程を有する半導体集積回路装置の製造方法;
(a)半導体基板を収納する半導体収納容器を載置可能なステージと、前記半導体収納容器の蓋を把持して開閉するオープナと、前記オープナを配置する開口部が形成された表面板とを備え、前記オープナの被接続面が前記表面板の表面より突出した半導体収納容器開閉装置の前記ステージ上に前記半導体収納容器を配置する工程、
(b)前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記蓋によって前記オープナを後退させた状態で前記オープナによって前記蓋を把持する工程、
(c)前記オープナによって前記半導体収納容器と開口面に対して前記蓋を垂直に移動させて前記蓋を開けて、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の前記表面板の開口部とを接続する工程、
(d)前記半導体収納容器と前記半導体収納容器開閉装置が設置された半導体製造装置との間で、前記半導体収納容器の開口部と前記半導体収納容器開閉装置の開口部とを介して前記半導体基板を前記半導体収納容器に搬入出する工程。
26.項18記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記オープナによって前記半導体収納容器の前記蓋を把持した際に、前記オープナの被接続面と前記蓋の露出面とを密着させて前記蓋によって前記オープナを後退させることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
27.項18記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体製造装置の処理部で前記半導体基板を枚葉処理することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
28.項27記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体製造装置の処理部で前記半導体基板を枚葉処理している最中、次に処理される半導体基板が前記半導体製造装置のロードロック室で待機していることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
29.項18記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前記半導体基板として、直径300mmの基板を用いることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
(1).半導体基板の歩留りを向上できる。
(2).半導体製造装置の稼働率を向上できる。
1.半導体基板または半導体ウェハとは、半導体集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板、SOI(Silicon On Insulator)基板(一般にほぼ平面円形状)、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板など並びにそれらの複合的基板を言う。また、本願において半導体集積回路装置というときは、シリコンウェハやサファイア基板などの半導体または絶縁体基板上に作られるものの他、特に、そうでない旨明示された場合を除き、TFT(Thin Film Transistor) およびSTN(Super Twisted Nematic)液晶などのようなガラスなどの他の絶縁基板上に作られるものなども含むものとする。
2.半導体収納容器:複数の半導体基板を格納する容器。そのうち、蓋と容器本体とから構成される密閉式のものをFOUPという。
3.フェイシャル基準面:半導体基板(半導体ウェハ)を2等分し、半導体収納容器の前側(半導体基板が取り外しまたは挿入されるところ)に平行な垂直面のこと。
4.半導体収納容器開閉装置:フープなどのウェハ収納容器の扉を開閉する装置で、例えば、オープナと呼ばれる金属板などから成る。
5.処理部:ウェハ処理部は、例えば、ドライエッチング装置におけるプラズマ反応室のように、そこにウェハを収納して所定の処理を施す装置部分をいい、一般にその部分へウェハを搬送するだけの搬送部や待機部などを除く。
6.搬送領域:搬送領域は、フープなどの半導体収納容器と前記ウェハ処理部間で主としてウェハの搬入搬出を行う部分で、例えば、ロードポートとウェハ処理部間の領域などを言う。したがって、プリアライメントなどの補助的処理部が有る場合にはそれらの部分も一般に搬送領域に含まれる。
7.イオナイザ:周辺の雰囲気ガスを電離させて正負のイオンを発生させる装置で、半導体産業においては一般に所定部分の中和によりウェハなどの除電を行う目的で利用されることが多い。具体的なイオナイザとしては、針状または細線状の電極に高電圧を印加してコロナ放電を起こし、周囲の空気を正負にイオン化して帯電物体表面の電荷を逆極性のイオンで中和する装置のこと。
8.ファンフィルタユニット:ULPA(Ultra Low Penetration Air)フィルタ(定格風量で粒径が0.15μmの粒子に対して99.9995%以上の粒子捕集率をもつエアフィルタ)などと小形送風機を一体化した空気清浄装置のこと。
9.ケミカルフィルタ:空気中のガス状汚染物を除去することを目的としたフィルタのこと。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なも
のではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップなども含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
同様に、以下の実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは前記数値および範囲についても同様である。
また、実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器開閉装置の構造の一例を示す外観斜視図であり、(a)は表側構造、(b)は裏側構造、図2は本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器(FOUP)の構造の一例を示す斜視図、図3は図1に示す半導体収納容器開閉装置が取り付けられる半導体製造装置の構造の一例を示す部分斜視図、図4は図3に示す半導体製造装置の内部構造を示す側面図、図5は図3に示す半導体製造装置の内部構造を示す平面図、図6は本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法における半導体基板の搬送シーケンスの一例を示すシーケンスフロー図、図7は図4に示す半導体製造装置に対する変形例の半導体製造装置の内部構造を示す側面図、図8は図2に示す半導体収納容器に対する変形例の半導体収納容器を用いた際の半導体収納容器開閉装置のエレベータの動作を示す部分側面図である。
本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法は、密閉式の半導体収納容器200(以降、容器200と称す)を用い、これに収納された半導体基板(半導体ウェハともいう)300を取り出して半導体製造装置400内に移し、この半導体製造装置400によって所望のプロセス処理(例えば、露光、エッチング、スパッタあるいは成膜などの前工程での処理)を行い、その後、処理済みの半導体基板300を再び容器200に収納するものである。
なお、半導体基板300は、直径300mmの大形のもので、これを収納する容器200として、ここでは、フロント開閉式のFOUPを取り上げて説明する。
まず、図1から図5を用いて、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられるミニエンバイロメント(製品を汚染や人間から隔離するための密閉容器によって作り出された小さな環境)対応の半導体製造装置400の構造について説明する。
半導体製造装置400は、図3、図4および図5に示すように、主に、半導体収納容器開閉装置100(以降、開閉装置100と称す)と、半導体基板300に所望のプロセス処理が行われる処理部420と、半導体製造装置400のロードポート100aと処理部420との間で半導体基板300の搬送が行われる搬送領域410とで構成される。
さらに、開閉装置100は、図1、図2に示すように、大きく分けて容器200を載置するステージ110と、容器200の蓋220を把持し、かつ開閉するオープナ120とで構成される。また、図1(a)に示すように、ステージ110には図2に示す容器200を正確な姿勢に載置するための位置決めピン112と、容器200をオープナ120に接近させるためのスライダ111とを設けている。
本実施の形態1では、スライダ111はステージ110内部に設置された図示しないモータとボールねじによって前後方向に移動可能である。オープナ120には回転キー121が設けてあり、回転キー121はオープナ120内部にある図示しないモータによって90°回転可能である。
オープナ120の裏側には、図1(b)に示すように、オープナ120を水平方向に前後進させて容器200の蓋220を開閉するオープナ開閉機構130と、オープナ120を昇降させるオープナ昇降機構131とを設けている。オープナ開閉機構130とオープナ昇降機構131とは共に図示しないモータとボールねじによって動作し、オープナ開閉機構130、オープナ昇降機構131の駆動部分全体には、作業者が容易に触れられないように安全カバー140が設置されている。
半導体製造装置400は、図4に示すように、内部で搬送領域410と処理部420とに分かれており、図3は、半導体製造装置400に開閉装置100を4台取り付けた例を示したものである。
なお、搬送領域410には、その内部天井にファンフィルタユニット412が設けられていて、清浄な空気が上方から下方に流れるダウンフローになっており、したがって、ファンフィルタユニット412の稼働時、搬送領域410は、クリーン度ISO1から2に保たれ、半導体製造装置400外部のクリーン度ISO6と比べて非常に高清浄な状態を保てる。
クリーン度ISO6の環境に半導体基板300を放置すると、時間とともに基板表面に異物が付着し、半導体基板300上に作られている半導体部品(半導体集積回路)の歩留まりが著しく低下する。容器200内部は外界と遮断されており、清浄度の高い環境で半導体基板300の出し入れを行えば容器内部の清浄度は保たれ、クリーン度ISO6の環境に容器200を放置しても、容器200の蓋220を開閉しない限り、容器200内部の半導体基板300に付着する異物は微少である。
図4および図5は、本実施の形態1の半導体製造装置400の内部の概略構造を示したものであり、搬送領域410には、内部天井にファンフィルタユニット412が設けられているとともに、ロードポート100aに配置された容器200と処理部420のロードロック室421との間で半導体基板300の受け渡し搬送を行う搬送ロボット411と、ロードロック室421に半導体基板300を移す際に半導体基板300の位置(向き)調整を行う図5に示すアライメント部415とが設けられている。
さらに、搬送領域410のファンフィルタユニット412の下部には除電装置であるイオナイザ413が設置されている。イオナイザ413は、搬送領域410内で搬送中や待機中の半導体基板300、さらには、ロードポート100aに配置された容器200中の半導体基板300を除電するものである。
すなわち、処理部420のロードロック室421に搬入する際もしくは処理部420でプロセス処理が行われた後に容器200に戻す際の搬送中の半導体基板300、あるいはロードロック室421、アンロードロック室422またはアライメント部415で待機中の半導体基板300、さらには、ロードポート100a上の容器200に収納された半導体基板300を除電するものであり、半導体基板300にイオン化した気体を照射し、半導体基板300の電位を適正に保つものである。
これにより、搬送領域410で搬送中のプロセス処理前とプロセス処理後の半導体基板300や、ロードロック室421、アンロードロック室422およびアライメント部415で待機中の半導体基板300や、容器200に収納された半導体基板300での帯電状態を無くすことができ、半導体基板300の電位を適正に保つことができる。
なお、処理部420には、半導体基板300へのプロセス処理が行われる処理室423が設けられ、さらに、この処理室423と搬送領域410との間には、ゲートバルブ421a,422aによって密閉可能なロードロック室421およびアンロードロック室422が設けられている。
また、ロードロック室421には、半導体基板300を待機させるために支持可能な図4に示す基板支持台421bが設けられており、図示はしていないが、アンロードロック室422にもこれと同様に基板支持台421bが設けられている。
なお、搬送領域410に設置された搬送ロボット411のロボットハンド411aの半導体基板300との接触箇所や、前記基板支持台421bの半導体基板300との接触箇所は、非導電性の樹脂コーティングが施されている。
したがって、ロボットハンド411aや基板支持台421bで支持中の半導体基板300は、その電位が0Vにはならない。
その結果、搬送領域410にイオナイザ413を設けて半導体基板300を除電することは非常に有効である。
次に、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる容器200の構造について説明する。
図2に示す容器200は、密閉型で、かつ容器本体210(容器部)と蓋220(収納容器蓋部)とで構成され、さらに、容器本体210には4個のラッチ溝211と、容器本体210の開口部210aの周囲にフランジ212とを設けてある。
また、容器本体210は、前面側に、第1の面が開放されて形成された開口部210aを有し、その容器本体210内部には半導体基板300を水平に収納する棚である基板保持部210bがあり、半導体基板300を、例えば、25枚収納可能である。
一方、蓋220は、前記第1の面の周辺部で容器本体210に密着することによって密閉状態を維持するものである。
この蓋220には開閉装置100の回転キー121に対応する位置にキー溝221(鍵穴部)があり、キー溝221に開閉装置100の回転キー121を挿入して90°回転することで、蓋220にある4本のラッチ222が蓋220内部の図示しないカム機構によって蓋220から出入りする。その際、ラッチ222は容器本体210のラッチ溝211と対応する位置にあり、容器本体210に蓋220が挿入された状態でラッチ222を蓋220の周囲に出せば、蓋220を容器本体210に固定できる。
また、容器200は、外殻部と内部との二重構造となっており、内部には基板保持部210bが設けられている。すなわち、半導体基板300と接触する基板保持部210bが設けられた内部は、半導体基板300の電位を0Vとするために導電性材料で形成され、前記外殻部は、非導電性材料で形成されている。
なお、容器200は、必ずしも二重構造とは限らず、全体が導電性材料で一体に形成された一重構造のものであってもよい。ただし、少なくとも半導体基板300と接触する箇所は、導電性材料によって形成されていることが好ましいが、全体が非導電性材料で形成されていてもよい。
また、導電性材料は、例えば、カーボン粒子入りの樹脂材などであり、前記樹脂材としては、例えば、ポリカーボネイトなどが用いられる。
なお、前記導電性材料を用いた際の容器200の表面抵抗率R(Ω)は、最適範囲1×106 ≦R≦1×109 、適正範囲1×105 ≦R≦1×1013、許容範囲1×104 ≦R≦1×1014である。
したがって、容器200では、この導電性材料が、ウェハである半導体基板300と接触する部分のものである。ただし、容器200全体が、この導電性材料によって形成されていてもよい。
次に、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法における容器200の開閉動作について説明する。
最初に、密閉型の容器200を開く動作について説明すると、まず、容器200(第1の半導体収納容器)をステージ110上に載置する。続いて、ステージ110上のスライダ111を半導体製造装置400側に平行移動し、容器200の蓋220の露出面220aにあるキー溝221(鍵穴部)の中に、開閉装置100のオープナ120の被接続面120aの回転キー121(鍵部)を挿入する。
このままの状態で、回転キー121を容器200に向かって時計回りに90°回転すると、蓋220のキー溝221が回転し、蓋220がオープナ120に固定されるとともに、ラッチ222が蓋220内部の図示しないカム機構によって蓋220内部に収納される。
その後、オープナ開閉機構130を半導体製造装置400側に水平動作することで容器200の蓋220を容器本体210から離脱させ、続いて、オープナ昇降機構131でオープナ120を下降させる。
一方、容器200を閉める動作は、前記開ける動作と逆に、オープナ昇降機構131を上昇してから、オープナ開閉機構130をステージ110側に水平動作してオープナ120に固定してある蓋220を容器本体210に接続する。
その後、回転キー121を反時計回りに90°回転させると、蓋220のラッチ222
が容器本体210のラッチ溝211に収まり、蓋220が容器本体210に固定される。
最後にスライダ111を半導体製造装置400とは逆側に平行移動し、容器200をステージ110から離脱できる状態にする。
次に、図1から図6を用いて、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法における半導体基板300の半導体製造装置400への搬入出シーケンスを図6に示すシーケンスフロー図に沿って説明する。
まず、図6のステップS1に示すように、複数の半導体基板300(図5に示す(A)の半導体基板300)を収納した第1の密閉型の容器200を半導体製造装置400のロードポート100aにセットする。
なお、容器200において少なくとも基板保持部210bなどの半導体基板300との接触箇所が導電性材料によって形成されていることにより、容器200に収納された半導体基板300は容器200を介して開閉装置100にアース接続され、したがって、ロードポート100a上での容器200内の半導体基板300の電位は、ほぼ0Vとなる。
すなわち、複数の半導体基板300が接地された状態で密閉状態の容器200に収納されている。
続いて、半導体製造装置400に設置された開閉装置100のオープナ昇降機構131のオープナ120によって容器200の蓋220を開ける。
ここで、搬送領域410を有する局所清浄室430には、第1の密閉型の容器200の第1の面と接触または接近対向する開閉装置100の表面板150の表面150a(正面表面部)があり、この表面150aには、開口部150b(連結用開口部)が形成されている。
さらに、オープナ120は、この開口部150bを覆うように設けられており、連結時に突出した状態でキー溝221と結合する回転キー121(鍵部)を有している。
そこで、オープナ120の回転キー121(鍵部)がフープの蓋220のキー溝221(鍵穴部)に挿入された状態で鍵開け動作を実行し、その後、オープナ120で蓋220を保持した状態でオープナ120を局所清浄室430に引き込む。
これにより、容器200の内部空間を、清浄度を保持した状態で半導体製造装置400
(第1のウェハ処理装置)の搬送領域410が設けられた局所清浄室430と連結する。
その後、前記連結状態で、容器200に収納された半導体基板300を局所清浄室43
0の搬送領域410に設けられた搬送機構である搬送ロボット411によって移送する。
ここでは、搬送領域410に設置された搬送ロボット411のロボットハンド411a(接触部)によって半導体基板300を掴んで(把持して)容器200から取り出し、半導体基板300を搬送領域410に取り込んだ後、搬送ロボット411によって半導体基板300(図5に示す(B)の半導体基板300)をアライメント部415に移す(ステップS2)。
なお、ここでの容器200は、フロント開閉式のFOUPであるため、オープナ120によって容器200の開口面に対して蓋220を垂直に移動させて蓋220の開閉を行う。
また、搬送ロボット411のロボットハンド411aの半導体基板300との接触箇所には、非導電性の樹脂コーティングが施されているため、半導体基板300は、ロボットハンド411aによって支持されている間はアース接続状態にはならない。すなわち、半
導体基板300は、搬送ロボット411によって搬送中、その電位は0Vにはならない。
しかしながら、本実施の形態1の半導体製造装置400では、搬送領域410にイオナイザ413が設けられているため、搬送領域410での半導体基板300の帯電をイオナイザ413による除電で防止することができるとともに、搬送ロボット411のロボットハンド411aも除電できる。
その後、アライメント部415で、半導体基板300のアライメント(向きや位置の調整)を行う。なお、アライメント部415も搬送領域410と連結しているため、イオナイザ413による除電を行うことができる。
アライメント後、搬送ロボット411によってアライメント部415から半導体基板300を取り出して、搬送ロボット411によって半導体基板300をロードロック室421に移し(ステップS3)、ロードロック室421の図4に示す基板支持台421bによって半導体基板300(図5に示す(C)の半導体基板300)を支持する。
なお、基板支持台421bの半導体基板300との接触箇所には非導電性の樹脂コーティングが施されているため、前記した搬送ロボット411による搬送中と同様に、ロードロック室421では、半導体基板300は、その電位が0Vにはならないが、ロードロック室421も搬送領域410と連結しているため、イオナイザ413による除電が行われる。その際、基板支持台421bも除電することができる。
したがって、ロードロック室421においても半導体基板300の帯電をイオナイザ413による除電で防止することができる。
その後、ロードロック室421のゲートバルブ421aを閉じて、ロードロック室421の減圧を行い、ロードロック室421の圧力を処理部420(第1のウェハ処理部)内の処理室423の圧力と同じにする。
ロードロック室421の減圧後、処理室423側のゲートバルブ421aを開けて、処理室423に設けられた図示しないロボットによって半導体基板300を処理室423に移す(ステップS4)。
その後、処理室423で半導体基板300(図5に示す(D)の半導体基板300)に所望のプロセス処理(第1の処理)を行う。
プロセス処理後、減圧されたアンロードロック室422に処理室423の前記ロボットによって半導体基板300を移す(ステップS5)。
なお、アンロードロック室422において、ロードロック室421の場合と同様に、半導体基板300(図5に示す(E)の半導体基板300)はその電位が0Vにはならないが、搬送領域410とアンロードロック室422とが連結しているため、イオナイザ413による除電を行うことができる。
その後、アンロードロック室422のゲートバルブ422aを閉じて、アンロードロック室422の圧力を常圧に加圧し、加圧後、搬送領域410側のゲートバルブ422aを開けて、搬送領域410の搬送ロボット411によってプロセス処理済みの半導体基板300をアンロードロック室422から搬送領域410に移す(ステップS6)。
さらに、この半導体基板300をロードポート100a上の容器200(図5中、下側の容器200のこと)に移し、これによって、プロセス処理済みの半導体基板300を、順次、元の容器200に収納する(ステップS7)。
なお、搬送領域410のイオナイザ413によって、ロボットハンド411aによる搬送中のプロセス処理が行われた半導体基板300や、容器200に収納した半導体基板300(図5に示す(A)の半導体基板300)の除電を行うことができる。
つまり、容器200に半導体基板300を接地した状態で収納する。
図5に示す下側の容器200内の全ての半導体基板300のプロセス処理を終了し、これらを元の容器200に収納した後、図1(b)に示すオープナ開閉機構130のオープナ120によって容器200の蓋220を閉め、容器200(第1の半導体収納容器)と局所清浄室430の連結状態を解除する。
これによって、容器200が密閉状態に戻る。
この容器200を次工程の半導体製造装置400の所定箇所に搬送する(ステップS8)。
なお、半導体製造装置400の処理部420での半導体基板300へのプロセス処理は、枚葉処理で行われる。
さらに、ステップS1からステップS8の半導体基板300の搬送シーケンスは、所定の1枚の半導体基板300に対してのシーケンスであるが、例えば、前記所定の1枚の半導体基板300が処理部420で処理されている間(図5に示す(D)の半導体基板300)、その他のプロセス処理前の半導体基板300は、順次、ロードロック室421(図5に示す(C)の半導体基板300)、アライメント部415(図5に示す(B)の半導
体基板300)、容器200(図5に示す(A)の半導体基板300)で待機している。
次に、図7および図8に示す本実施の形態1の変形例について説明する。
図7は、変形例の半導体製造装置400を示したものであり、搬送領域410と処理部420とが図5に示すロードロック室421やアンロードロック室422を介さずに直接連結された構造であり、この場合であっても、搬送領域410にイオナイザ413を設けることで、プロセス処理前およびプロセス処理後の半導体基板300(図2参照)の除電を行うことができる。
さらに、図7に示す半導体製造装置400では、搬送領域410のファンフィルタユニット412にケミカルフィルタ414が設けられており、これによって、半導体基板300の化学汚染(ケミカルコンタミネーション)を避けることができる。
また、図8は、変形例の半導体収納容器500(以降、容器500と称す)を用いた際の開閉装置100の動作を示したものである。
すなわち、容器500は、フロント開閉式ではなく、ボトム開閉式(底開き)のものであり、容器本体510と蓋520と基板保持部510bとから構成され、これを開閉装置100のロードポート100aにセットする際には、蓋520を下方に向けてセットする。
したがって、図1に示す開閉装置100のオープナ開閉機構130によって容器500の開閉を行う際には、オープナ昇降機構131によって図8に示すエレベータ131aを下降または上昇させ、容器500から基板保持部510bを露出させ、これによって、基板保持部510bの開口部510aを介して半導体基板300の搬入出を行うことになる。
これにより、ボトム開閉式の容器500であっても、フロント開閉式の容器200と同様に適用できる。
すなわち、本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法では、半導体収納容器は、密閉式のものであれば、フロント開閉式であっても、また、ボトム開閉式であってもよい。
本実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。
すなわち、半導体製造装置400のロードポート100aと処理部420との間の搬送領域410において、処理部420でプロセス処理された処理済みの半導体基板300をイオナイザ413によって除電してロードポート100a上の容器200に収納することにより、半導体基板300での帯電を無くすことができる。
したがって、半導体基板300への付着異物を減らすことができ、半導体基板300の歩留りを向上できる。
また、半導体基板300と接触する部位(箇所)、例えば、ロボットハンド411aやロードロック室421の基板支持台421bなどの除電も行えるため、半導体基板300と半導体基接触箇所との電位差を無くすことができる。
したがって、帯電による半導体基板300のハンドリングミスや半導体基板300の搬送ミスなどのトラブルを低減できる。
その結果、半導体基板300の搬送の確実性を向上できるとともに、半導体製造装置400の稼働率を向上できる。
また、半導体基板300での帯電を無くすことができるため、放電による半導体基板300へのダメージを低減でき、その結果、半導体基板300の歩留りを向上できる。
次に、容器200における蓋220の開閉速度について説明する。
半導体基板300(半導体ウェハ)を容器200から半導体製造装置400へ、または半導体製造装置400から容器200へ移動する際、開閉装置100を介して、半導体製造装置400と容器200とを接続してから、容器200の蓋220を開閉することで、半導体製造装置400内部の清浄な領域と容器200内部の清浄な領域とを直接接続する。
その際、半導体製造装置400の内部の圧力は外界に比べて僅かに陽圧に設定されているので、容器200を開閉する瞬間以外は容器200のフランジ212と開閉装置100の表面板150との間隙から異物が流入する可能性は低い。
しかし、開閉装置100のオープナ開閉機構130の動作速度が大きいと、容器本体210から蓋220を引き抜く瞬間、容器200内部が負圧になり、容器200のフランジ212と開閉装置100の表面板150との間隙から容器200内部に異物が流入し半導体基板300に付着してしまう。
なお、蓋220の開閉速度に関しては、本発明者らによるPCT出願番号PCT/JP00/05012(国際出願日2000.7.27)に詳しく述べられている。
(実施の形態2)
図9は本発明の実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器開閉装置におけるオープナの被接続面と表面板の表面との段差の一例を示す部分平面図、図10は本発明の実施の形態2の半導体収納容器開閉装置におけるオープナの被接続面と半導体収納容器の露出面とのオーバーラップ量の一例を示す部分平面図、図11は図
10に示す半導体製造装置におけるオープナの支持状態の一例を示す部分側面図である。
本実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法は、実施の形態1で説明した密閉式で、かつフロント開閉式の図2に示す容器200すなわちFOUPを用いて直径300mmの半導体基板300を半導体製造装置400に搬入出する際に、半導体製造装置400に設置された開閉装置100のオープナ120の被接続面120aと、容器200の蓋220との位置関係を説明するものである。
まず、容器200については、図9に示す容器長さL(容器長さLは、容器200のフェイシャル基準面230から容器前面側の容器本体210の端部までの長さ、もしくはフェイシャル基準面230から蓋220の露出面220aまでの長さ)は、SEMI規格のE47.1およびE62に、容器長さLが(y33)としてy33=165.5mm±0.5mmと規定されている。すなわち、容器長さL=165.5mm±0.5mmである。
さらに、同規格により、ロードポート100a側についても、y33=165.5mm±0.5mmと規定されている。
また、開閉装置100のオープナ120の被接続面120aと表面板150の表面150aとの段差Dについては、SEMI規格のE62に、その公差(y34)が、y34=±0.25mmとして規定されている。
そこで、本実施の形態2では、オープナ120の被接続面120aと表面板150の表面150aとの段差D、すなわち、オープナ120の被接続面120aの表面板150の表面150aからの突出量を0.25mmより大きくする。つまり、オープナ120の被接続面120aが表面板150の表面150aより0.25mmを越えて突出するようにする。
さらに、オープナ120の被接続面120aが表面板150の表面150aより0.3mmを越えて突出するようにする(前記突出量を0.3mmより大きくする)。
なお、前記突出量は、フープ(容器200)がないとした場合のオープナ120の(サーボ制御などによる)仮想的停止位置によるものである。
そこで、前記突出量は、最適には、1.0mm、適正範囲は、0.7mm<突出量、好ましくは、0<突出量<10mmである。
前記突出量を最適値である1.0mmとすることにより、容器長さLが、最小値の165mmであったとしても、確実に開閉可能な開閉装置100を実現できる。
なお、オープナ120の被接続面120aの表面板150の表面150aからの突出量については、ロードポート100aに容器200をセットした際に、容器200の半導体製造装置400側に向かう平行移動により、図11に示すように片持ちばりのオープナ支持部130aで支持されたオープナ120が装置内側に後退するものであるとともに、オープナ120の水平動作を保証できる範囲であればよい。
本実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法では、このように段差D(前記突出量)が設定された状態で、半導体基板300の搬入出を行う。
まず、図1に示す開閉装置100のステージ110上に複数の半導体基板300を収納した密閉状態の容器200(第1の半導体収納容器)を配置する。
その際、容器200の第1の面である前面を、オープナ120の回転キー121が容器200の蓋220のキー溝221に挿入されるように局所清浄室430の開閉装置100の表面板150の表面150aと接触あるいは接近対向させる。
その後、オープナ120の被接続面120aと蓋220の露出面220aとを密着させてオープナ120によって蓋220を掴む(把持する)。
その際、オープナ120の被接続面120a(正面部)を、容器200がないとした場合に表面板150の表面150aよりも0.25mmを越えた突出長さだけ突出させるか、または突出しているように保持しておく。
これにより、オープナ120の被接続面120aが表面板150の表面150aより突出しているため、確実にオープナ120の被接続面120aと容器200の蓋220の露出面220aとを密着させることができる。
その後、オープナ120によって容器200の開口面に対して蓋220を垂直に移動させて蓋220を開け、これにより、容器200の開口部210aと開閉装置100の表面板150の開口部150bとを接続する。
続いて、容器200と半導体製造装置400との間で、容器200の開口部210aと開閉装置100の開口部150bとを介して半導体基板300の容器200への搬入出を行う。
また、容器200の蓋220の開閉時にオープナ120と蓋220とを確実に密着させるために、図10に示すオーバーラップ量Tを0<T≦1.25mmとなるようにする。
なお、オーバーラップ量Tは、容器200の容器長さLと、オープナ120の表面板
150の表面150aからの突出量(段差D)との重複量である。
すなわち、前記SEMI規格により、容器長さLが(y33)としてy33=165.5mm±0.5mmと規定されており、また、ロードポート100a側についても、ドッキング時のフェイシャル基準面230から表面板150の表面150aまでの距離Pが(y33)としてy33=165.5mm±0.5mmと規定されている。さらに、開閉装置100のオープナ120の被接続面120aと表面板150の表面150aとの段差Dについては、前記SEMI規格に、その公差(y34)が、y34=±0.25mmとして規定されている。
したがって、容器長さLと距離Pと段差Dのそれぞれの値の公差の和が最大を取る場合が、オーバーラップ量Tの最大となり、T=+1.25mmである。また、それぞれの値の公差の和が最小を取る場合が、オーバーラップ量Tの最小となり、T=−1.25mmである(この場合、オープナ120と蓋220との間に1.25mmの隙間ができることになる)。
そこで、本実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法では、オープナ120と蓋220との密着が必要となるため、前記オーバーラップ量Tは、少なくともT>0となり、オーバーラップ量Tの許容範囲としては、0<T≦1.25mmとなる。
したがって、オーバーラップ量T(mm)については、半導体製造ラインに流れている全ての容器200に対してT>0であることが必要となり、望ましい範囲としては、半導体製造ラインに流れている全ての容器200に対して0<T≦1.25である。
実際には、半導体製造ラインに流れている全ての容器200が、T>0の条件を満たすのは困難であるため、オープナ120の被接続面120aと蓋220の露出面220aとが密着しないものの割合が、半導体製造ラインに流れている全ての容器200の1%以下であることが望ましい。
ただし、オープナ120と蓋220とが密着しないものの割合は、半導体製造ラインに流れている全ての容器200の1%を越えていてもよい。
本実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。
すなわち、半導体製造装置400に設置された開閉装置100の表面板150の表面150aよりオープナ120の被接続面120aを突出させることにより、容器200の蓋220の開閉を行う際に、オープナ120の被接続面120aと容器200の蓋220とを確実に密着させることができる。
したがって、容器200の破損を減らすことができ、また、発塵を防止できるとともに、容器200の耐用期間を延ばすことができる。
さらに、オープナ120の被接続面120aと容器200の蓋220とを密着させることができるため、蓋220の開閉を確実に行うことができ、これにより、半導体基板300への異物付着を防止できる。
また、実施の形態1のイオナイザ413を設置した際には、半導体基板300の搬送の確実性を向上できるため、これと合わせて容器200の蓋220の開閉の確実性を向上できることにより、半導体製造ライン全体の半導体製造装置400の稼働率の低下を抑制できる。
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態1,2に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態1,2に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、実施の形態1,2で説明した半導体製造装置400は、前工程のプロセス処理を行うものだけに限らず、検査装置やウェハソータのような直接、半導体基板300への半導体製造を行わない製造装置であってもよく、その場合にも前記実施の形態1,2と同様の効果を得ることができる。
本発明は、半導体基板の密閉式の収納技術に好適である。
(a),(b) は本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器開閉装置の構造の一例を示す外観斜視図であり、(a)は表側構造、(b)は裏側構造である。 本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器(FOUP)の構造の一例を示す斜視図である。 図1に示す半導体収納容器開閉装置が取り付けられる半導体製造装置の構造の一例を示す部分斜視図である。 図3に示す半導体製造装置の内部構造を示す側面図である。 図3に示す半導体製造装置の内部構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態1の半導体集積回路装置の製造方法における半導体基板の搬送シーケンスの一例を示すシーケンスフロー図である。 図4に示す半導体製造装置に対する変形例の半導体製造装置の内部構造を示す側面図である。 図2に示す半導体収納容器に対する変形例の半導体収納容器を用いた際の半導体収納容器開閉装置のエレベータの動作を示す部分側面図である。 本発明の実施の形態2の半導体集積回路装置の製造方法で用いられる半導体収納容器開閉装置におけるオープナの被接続面と表面板の表面との段差の一例を示す部分平面図である。 本発明の実施の形態2の半導体収納容器開閉装置におけるオープナの被接続面と半導体収納容器の露出面とのオーバーラップ量の一例を示す部分平面図である。 図10に示す半導体製造装置におけるオープナの支持状態の一例を示す部分側面図である。 実施の形態2に対する比較例の半導体収納容器開閉装置と半導体収納容器の関係を示す部分平面図である。
符号の説明
100 半導体収納容器開閉装置
100a ロードポート
110 ステージ
111 スライダ
112 位置決めピン
120 オープナ
120a 被接続面
121 回転キー
130 オープナ開閉機構
130a オープナ支持部
131 オープナ昇降機構
131a エレベータ
140 安全カバー
150 表面板
150a 表面
150b 開口部
200 半導体収納容器
210 容器本体
210a 開口部
210b 基板保持部
211 ラッチ溝
212 フランジ
220 蓋
220a 露出面
221 キー溝
222 ラッチ
230 フェイシャル基準面
300 半導体基板
400 半導体製造装置
410 搬送領域
411 搬送ロボット
411a ロボットハンド
412 ファンフィルタユニット
413 イオナイザ
414 ケミカルフィルタ
415 アライメント部
420 処理部
421 ロードロック室
421a ゲートバルブ
421b 基板支持台
422 アンロードロック室
422a ゲートバルブ
423 処理室
430 局所清浄室
500 半導体収納容器
510 容器本体
510a 開口部
510b 基板保持部
520 蓋

Claims (7)

  1. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法:
    (a) 複数のウェハを収容した密閉状態の第1の密閉型半導体収納容器の内部空間を、清浄度を保持した状態で第1のウェハ処理装置の局所清浄室に連結する工程;
    (b)前記連結状態において、前記第1の半導体収納容器に収容された前記複数のウェハの内の全部又は一部を、前記局所清浄室に設けられた搬送機構により移送することによって、前記第1のウェハ処理装置のウェハ処理部に収容する工程;
    (c) 前記第1のウェハ処理部に収容された前記ウェハに対して第1の処理を施す工程;
    (d)前記工程(c)の後、処理された前記ウェハを、前記搬送機構により移送することによって、前記第1の半導体収納容器に、収容する工程;
    (e)前記工程(d)の後、前記第1の半導体収納容器と局所清浄室の連結状態を解除することによって、前記第1の半導体収納容器を密閉状態に戻す工程、
    ここで、前記第1の密閉型半導体収納容器は以下の構成を含む:
    (i) 第1の面が開放された容器部;
    (ii)密閉状態においては、前記第1の面の周辺部で前記容器部に密着することによって、密閉状態を維持する収納容器蓋部;
    (iii) 前記収納容器蓋部に設けられた鍵穴部、
    また、前記局所清浄室は以下の構成を含む:
    (I) 連結時において、前記第1の密閉型半導体収納容器の前記第1の面と接触又は近接対向する正面表面部;
    (II)前記正面表面部に設けられた連結用開口部;
    (III) 前記連結用開口部を覆うように設けられ、連結時に突出した状態で前記鍵穴部と結合する鍵部を有するオープナ、
    更に、前記工程(a)は以下の下位工程を含む:
    (p)前記複数のウェハを収容した密閉状態の前記第1の密閉型半導体収納容器の前記第1の面を、前記鍵部が前記鍵穴に挿入されるように前記局所清浄室の前記正面表面部と接触又は近接対向させる工程;
    (q)前記工程(p)の前後又はその中において、前記オープナの正面部を、前記第1の密閉型半導体収納容器がないとした場合に前記正面表面部よりも0.25mmを越えた突出長さだけ突出させるか又は突出しているように保持する工程;
    (r)前記鍵部が前記鍵穴に挿入された状態で鍵開け動作を実行した後、前記オープナで前記収納容器蓋部を保持した状態で、前記オープナを前記局所清浄室内に引き込むことによって、前記第1の密閉型半導体収納容器の前記内部空間を前記第1のウェハ処理装置の前記局所清浄室に連結する工程。
  2. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ウェハの直径は280mm以上であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  3. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記オープナの前記突出長さが0.3mmを越えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  4. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記オープナの前記突出長さが0.7mmを越えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  5. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記オープナの前記突出長さが1.0mmを越えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  6. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程(q)は前記工程(p)の前であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  7. 請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第1の半導体収納容器と局所清浄室とを連結する際に、前記オープナの正面部と前記収納容器蓋部とが密着しないものの割合が、半導体製造ラインに流れている全ての半導体収納容器の1%以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
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