JP2009218605A - 基板処理方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少数枚の基板を取り扱うのに好適でコストを低減することができる基板処理方法および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】小バッチ式ＣＶＤ装置１は一度に処理するプロダクトウエハＷｂの枚数が一台のプロダクトウエハ用ポッド２６Ｂに収納される枚数以下に設定されており、一台のプロダクトウエハ用ポッド２６Ｂに収容されたプロダクトウエハＷｂをサイドダミーウエハ用ポッド２６Ａに収納されたサイドダミーウエハＷａと共にボート９に装填してプロセスチューブで一度に処理するように構成されている。一度にバッチ処理する枚数のプロダクトウエハが一台のポッドに収納されるため、ポッドを一時的に保管するための棚や、ポッドを保管棚とポッドステージとの間で搬送するためのポッド搬送装置等を省略でき、バッチ式ＣＶＤ装置のイニシャルコストやランニングコストを低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、比較的に小数枚の基板をバッチ処理するためのものに係り、例えば、半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したりする拡散・ＣＶＤ装置およびそれを使用したウエハ処理方法並びに半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に利用して有効なものに関する。

ＩＣの製造方法において、ウエハに不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したりするウエハ処理方法には、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、バッチ式ＣＶＤ装置という。）が使用されている。

ところで、バッチ式ＣＶＤ装置を含む基板処理装置において被処理基板である複数枚のウエハを収納して搬送するためのキャリア（ウエハ収納容器）としては、互いに対向する一対の面が開口された略立方体の箱形状に形成されているカセットと、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に装着されているＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）とがある。ウエハのキャリアとしてポッドが使用される場合には、ウエハが密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハの清浄度は維持することができる。したがって、基板処理装置が設置されるクリーンルーム内の清浄度をあまり高く設定する必要がなくなるため、クリーンルームに要するコストを低減することができる。そこで、最近のバッチ式ＣＶＤ装置においては、ウエハのキャリアとしてポッドが使用されて来ている。

ウエハのキャリアとしてポッドを使用したバッチ式ＣＶＤ装置としては、ウエハに所望の処理を施すプロセスチューブと、多数枚（例えば、百五十枚）のウエハを保持してプロセスチューブに搬入搬出するボートと、ウエハがボートの間でウエハ移載装置によって授受されるウエハ授受ポートと、ポッドが置かれるポッドステージと、ポッドを一時的に保管するポッド棚と、ポッドをポッドステージとポッド棚との間およびポッド棚とウエハ授受ポートとの間で搬送するポッド搬送装置とを備えており、次のように作用するものがある。

すなわち、このバッチ式ＣＶＤ装置において、ポッドはポッドステージに供給され、ポッド搬送装置によってポッド棚に搬送されて一時的に保管される。ポッド棚に保管されたポッドは複数台がポッド搬送装置によってウエハ授受ポートに繰り返し搬送される。ウエハ授受ポートに搬送されたポッドのウエハは多数枚が、ボートにウエハ移載装置によって装填（チャージング）される。ボートに装填されたウエハはボートによってプロセスチューブに搬入（ローディング）され、プロセスチューブによって所望の処理を施される。

処理されたウエハはボートによってプロセスチューブから搬出（アンローディング）される。処理済みの多数枚のウエハはボートからウエハ移載装置によって繰り返しディスチャージングされ、ウエハ授受ポートの複数台の空のポッドに繰り返し戻される。処理済みのウエハを収納されたポッドはポッド搬送装置によってポッド棚に一時的に保管された後に、ポッドステージに繰り返し搬送される。

最近、システムＬＳＩ等の生産に当たっては、ウエハを投入してから完成までをできるだけ短時間で行う、ＱＴＡＴ（Quick Turned Around Time）生産が重要となって来ており、一回の処理枚数が二十五枚以下という小バッチのバッチ式ＣＶＤ装置が必要になって来ている。この小バッチのバッチ式ＣＶＤ装置においては、一回のバッチに供給するポッドの数は二個〜三個も有ればよい。

しかしながら、前記したバッチ式ＣＶＤ装置は一回の処理枚数が百五十枚程度の大バッチのためのものであり、ポッド棚の投影床面積や段数を大きく設定したりポッド棚を回転構造に構築したりすることにより、ポッド棚におけるポッドの保管数が増加されているため、小バッチのバッチ式ＣＶＤ装置に転用したのでは、全体が大形化したり構造が複雑化したりすることにより、イニシャルコストやランニングコストが増加するという問題点があり、また、ＱＴＡＴ生産に充分に対応することができないという問題点がある。

本発明の目的は、少数枚の基板を取り扱うのに好適でコストを低減することができる基板処理方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）一台のダミー基板用ポッドのキャップを第一ポッドオープナによって取り外し、前記ダミー基板用ポッドに収納された複数枚のダミー基板をボートの上側端部および下側端部に、基板移載装置によって分配して装填する第一装填ステップと、
一台の製品基板用ポッドのキャップを第二ポッドオープナによって取り外し、前記一台の製品基板用ポッドに収納された製品基板の全部であって、その枚数が一度に処理する前記製品基板の枚数であり、一台の前記製品基板用ポッドに収納される基板の枚数以下の製品基板を前記ボートの前記上側端部のダミー基板と下側端部のダミー基板との間に、前記基板移載装置によって装填する第二装填ステップと、
前記第二装填ステップ後、前記ボートに装填された前記ダミー基板および前記製品基板をプロセスチューブ内で一度に処理する処理ステップと、
を有する基板処理方法。
（２）前記処理ステップ後、前記ボートに収納された全枚数の前記製品基板を前記第二ポッドオープナのポッド載置台の上に待機させたままの状態の前記製品基板用ポッドに、前記基板移載装置によって収納するステップ、を有する（１）の基板処理方法。
（３）一台のダミー基板用ポッドのキャップを第一ポッドオープナによって取り外し、前記ダミー基板用ポッドに収納された複数枚のダミー基板をボートの上側端部および下側端部に、基板移載装置によって分配して装填する第一装填ステップと、
一台の製品基板用ポッドのキャップを第二ポッドオープナによって取り外し、前記一台の製品基板用ポッドに収納された製品基板の全部であって、その枚数が一度に処理する前記製品基板の枚数であり、一台の前記製品基板用ポッドに収納される基板の枚数以下の製品基板を前記ボートの前記上側端部のダミー基板と下側端部のダミー基板との間に、前記基板移載装置によって装填する第二装填ステップと、
前記第二装填ステップ後、前記ボートに装填された前記ダミー基板および前記製品基板をプロセスチューブ内で一度に処理する処理ステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
（４）前記処理ステップ後、前記ボートに収納された全枚数の前記製品基板を前記第二ポッドオープナのポッド載置台の上に待機させたままの状態の前記製品基板用ポッドに、前記基板移載装置によって収納するステップ、を有する（３）の半導体装置の製造方法。

前記した手段によれば、少数枚の基板を取り扱うのに好適でコストを低減することができる。

本発明の一実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置の外観を示した斜視図である。 その平面断面図である。 その側面断面図である。 ポッド搬送装置を示す斜視図である。 その作用であり本発明の一実施の形態であるウエハ処理方法におけるポッド搬入搬出方法を説明するための各部分正面図である。 同じくウエハのチャージングおよびディスチャージング方法を説明するための各部分正面図である。 本発明の他の実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置の外観を示した斜視図である。 その平面断面図である。 その側面断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、一回のバッチ処理の枚数が五十枚程度以下の小バッチを取り扱うバッチ式ＣＶＤ装置すなわち小バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、小バッチ式ＣＶＤ装置という。）として構成されている。この小バッチ式ＣＶＤ装置は製品基板としてはプロダクトウエハを取り扱うものとして構成されており、製品基板用キャリアとしてはポッドを取り扱うものとして構成されている。
なお、以下の説明において、前後左右は図２を基準とする。すなわち、ポッドオープナ２１側が前側、その反対側が後側、クリーンユニット１７側が左側、その反対側が右側とする。

図１〜図３に示されているように、小バッチ式ＣＶＤ装置１は筐体２を備えており、筐体２内の後端部の上部にはヒータユニット３が垂直方向に据え付けられており、ヒータユニット３の内部にはプロセスチューブ４が同心に配置されている。プロセスチューブ４にはプロセスチューブ４内に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管５と、プロセスチューブ４内を真空排気するための排気管６とが接続されている。

筐体２の後端部の下部には送りねじ装置等によって構成されたエレベータ７が設置されており、エレベータ７はプロセスチューブ４の真下に水平に配置されたシールキャップ８を垂直方向に昇降させるように構成されている。シールキャップ８はプロセスチューブ４の炉口である下端開口をシールするように構成されているとともに、ボート９を垂直に支持するように構成されている。ボート９は基板としてのウエハＷを複数枚（例えば、五十枚程度以下）、中心を揃えて水平に配置した状態で支持して、プロセスチューブ４の処理室に対してエレベータ７によるシールキャップ８の昇降に伴って搬入搬出するように構成されている。

図２および図３に示されているように、筐体２内の前側領域にはボート９に対してウエハＷをチャージングおよびディスチャージングするウエハ移載装置１０が設置されている。ウエハ移載装置１０はロータリーアクチュエータ１１を備えており、ロータリーアクチュエータ１１は上面に設置された第一リニアアクチュエータ１２を水平面内で回転させるように構成されている。第一リニアアクチュエータ１２の上面には第二リニアアクチュエータ１３が設置されており、第一リニアアクチュエータ１２は第二リニアアクチュエータ１３を水平移動させるように構成されている。第二リニアアクチュエータ１３の上面には移動台１４が設置されており、第二リニアアクチュエータ１３は移動台１４を水平移動させるように構成されている。移動台１４にはウエハＷを下から支持するツィーザ１５が複数枚（本実施の形態においては五枚）、等間隔に配置されて水平に取り付けられている。ウエハ移載装置１０は送りねじ機構によって構成されたエレベータ１６によって昇降されるようになっている。

なお、図２に示されているように、筐体２内の後部における左側壁にはクリーンエアを吹き出すクリーンユニット１７が、ボート９にクリーンエアを吹き付けるように設置されている。また、筐体２内の中央部における左側寄りにはボート９と同様に構成されたウエハストッカ１８が設置されており、ウエハストッカ１８は複数枚のサイドダミーウエハを保管するようになっている。

図１〜図３に示されているように、筐体２の正面壁の中央部にはウエハＷを筐体２に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口２０が開設されており、ウエハ搬入搬出口２０にはポッドオープナ２１が設置されている。ポッドオープナ２１はポッド２６を載置する載置台２２と、載置台２２に載置されたポッド２６のキャップ２７を着脱するキャップ着脱機構２３とを備えており、載置台２２に載置されたポッド２６のキャップ２７をキャップ着脱機構２３によって着脱することにより、ポッド２６のウエハ出し入れ口を開閉するようになっている。

図１〜図３に示されているように、筐体２の正面の下部におけるポッドオープナ２１の載置台２２の左脇および右脇にはポッド２６を載置する第一ポッドステージ２４および第二ポッドステージ２５が載置台２２にそれぞれ隣接して設置されている。第一ポッドステージ２４および第二ポッドステージ２５に対してはポッド２６が、図示しない工程内搬送装置〔移載装置付き有軌道無人搬送車（ＲＧＶ）、移載装置付き無人搬送車（ＡＧＶ）、手動移載装置付き有人搬送台車（ＰＧＶ）等〕によって供給および排出されるようになっている。

図１〜図３に示されているように、筐体２の正面の上部にはポッドオープナ２１と第一ポッドステージ２４および第二ポッドステージ２５との間でポッド２６をその把手２８を把持（クランピング）した状態で搬送する図４に示されたポッド搬送装置３０が設備されている。

すなわち、図４に示されているように、ポッド搬送装置３０は左右方向に延在するように垂直に固定された取付板３１を備えており、取付板３１の前面の上部にはアングル型鋼形状に形成されたベース板３３が左右方向に水平に敷設されてブラケット３２によって固定されている。ベース板３３の上面における左右両端部には左右で一対のブラケット３４、３４がそれぞれ立設されており、左右のブラケット３４、３４には左右で一対のプーリー３５、３５がそれぞれ回転自在に支承されている。左右のプーリー３５、３５の間にはタイミングベルト３６が走行可能に巻き掛けられている。取付板３１の左右のブラケット３４、３４の中間位置には中央のブラケット３７が固定されており、中央のブラケット３７にはサーボモータ３８によって回転駆動される駆動用プーリー３９が支承されている。駆動用プーリー３９はタイミングベルト３６の上側走行部分と下側走行部分の間に挿入されており、タイミングベルト３６の上側走行部分が上側から巻き掛けられている。中央ブラケット３７の駆動用プーリー３９の左右両脇には左右で一対のテンション用プーリー４０、４０が回転自在に支承されており、左右のテンション用プーリー４０、４０はタイミングベルト３６の上側走行部分に外側から押接することにより、タイミングベルト３６を駆動用プーリー３９に押し付けるとともに、適度のテンションを付勢するようになっている。

アングル型鋼形状のベース板３３の垂直部材の前面にはリニアガイドレール４１が左右方向に水平に敷設されており、リニアガイドレール４１には走行ブロック４２が左右方向に走行自在に跨設されている。走行ブロック４２の上面には連結具４３が固定されており、連結具４３はタイミングベルト３６の下側走行部分の中央部に連結されている。つまり、走行ブロック４２はサーボモータ３８による駆動用プーリー３９を介してのタイミングベルト３６の走行によってリニアガイドレール４１を案内にして左右方向に走行されるようになっている。

走行ブロック４２の前面には第一のエアシリンダ４５がブラケット４４を介して垂直方向下向きに据え付けられており、第一のエアシリンダ４５のピストンロッド４６には第二のエアシリンダ４８がブラケット４７を介して左右方向水平に配されて吊持されている。第二のエアシリンダ４８は左右方向に進退する左右のピストンロッド４９、４９を備えており、左右のピストンロッド４９、４９の先端には左右で一対の下側押さえ５０、５０が左右対称形に配置されて垂直に延在するようにそれぞれ固定されている。左右の下側押さえ５０、５０はポッド２６の把手２８の下側にピストンロッド４９の短縮作動によって左右両脇から進入して把手２８の下側端面に対向するようになっている。

また、第二のエアシリンダ４８の下面の中央部には第三のエアシリンダ５１が垂直方向下向きに据え付けられており、第三のエアシリンダ５１のピストンロッド５２の下端には上側押さえ５３が直交して固定されている。上側押さえ５３はピストンロッド５２の伸長作動によってポッド２６の把手２８の上面に押接することにより、左右の下側押さえ５０、５０と協働してポッド２６の把手２８を把持するようになっている。なお、ポッド搬送装置３０における以上の機構部はカバー５４によって図１に示されているように全体的に被覆されている。

以下、本発明の一実施の形態に係るＩＣの製造方法の特徴工程であって、本発明の一実施の形態に係るウエハ処理方法である成膜方法を、その特徴ステップであるポッドの搬入搬出（ポッドローディングおよびポッドアンローディング）方法およびウエハのボートに対する装填および脱装（ウエハチャージングおよびウエハディスチャージング）方法を主に、前記構成に係る小バッチ式ＣＶＤ装置を使用して実施する場合について図５および図６を主に使用して説明する。ここで、第一ポッドステージ２４に供給されるポッド（以下、第一ポッド２６Ａという。）にはサイドダミーウエハが二十五枚収納されているものとし、第二ポッドステージ２５に供給されるポッド（以下、第二ポッド２６Ｂという。）には製品基板としてのプロダクトウエハが二十五枚収納されているものとする。

第一ポッド２６Ａおよび第二ポッド２６Ｂは第一ポッドステージ２４および第二ポッドステージ２５に工程内搬送装置によってそれぞれ供給される。第一ポッドステージ２４に供給された第一ポッド２６Ａはポッド搬送装置３０の図５に示された作用によってピックアップされて把持された状態で、図６（ａ）から（ｂ）に示されているように、ポッドオープナ２１の載置台２２の上へ搬送されて載置される。

ここで、ポッド搬送装置３０のピックアップおよびプットダウンの作用をポッド２６について図５によって説明する。ポッド搬送装置３０が第一ポッドステージ２４に載置されたポッド２６をピックアップするに際して、図５（ａ）に示されているように、上側押さえ５３が第一ポッドステージ２４に載置されたポッド２６の把手２８の真上に位置される。すなわち、走行ブロック４２がサーボモータ３８による駆動用プーリー３９を介してのタイミングベルト３６の走行によってリニアガイドレール４１を案内にして左右方向に走行されることにより、上側押さえ５３が所定の位置に移動される。この際、左右の下側押さえ５０、５０は第二のエアシリンダ４８のピストンロッド４９、４９によって把手２８の上方の両脇で開いた状態になっている。

図５（ｂ）に示されているように、上側押さえ５３および開いた状態の左右の下側押さえ５０、５０は互いの上下方向の間隔を保った状態で、把手２８の上側および下側に対向する位置まで第一のエアシリンダ４５のピストンロッド４６の伸長作動によって下降される。

図５（ｃ）に示されているように、左右の下側押さえ５０、５０は把手２８の下側へ第二のエアシリンダ４８のピストンロッド４９、４９の短縮作動によって挿入される。この挿入により、左右の下側押さえ５０、５０の先端部の上面は把手２８の下面の左端部および右端部に若干の隙間を置いてそれぞれ対向した状態になる。

この状態で、図５（ｄ）に示されているように、第一のエアシリンダ４５のピストンロッド４６が短縮作動されると、左右の下側押さえ５０、５０の先端部が把手２８の下面の左端部および右端部に当接するため、左右の下側押さえ５０、５０がポッド２６を掬い上げた状態になる。同時に、上側押さえ５３が第三のエアシリンダ５１のピストンロッド５２の伸長作動によって下降されると、上側押さえ５３と左右の下側押さえ５０、５０とは把手２８を上下から把持した状態になる。このように把手２８が上側押さえ５３と下側押さえ５０とによって構成されたクランプ部によって把持された状態になるため、ポッド搬送装置３０はポッド２６を安全かつ迅速に搬送することができる。

そして、ポッド搬送装置３０は把手２８を上側押さえ５３と下側押さえ５０とによって把持した状態で、ポッド２６を第一ポッドステージ２４の真上からポッドオープナ２１の載置台２２の真上に搬送する。すなわち、走行ブロック４２がサーボモータ３８による駆動用プーリー３９を介してのタイミングベルト３６の走行によってリニアガイドレール４１を案内にして左右方向に走行されることにより、ポッド搬送装置３０はポッド２６をポッドオープナ２１の載置台２２の真上に搬送する。

ポッドオープナ２１の載置台２２の真上に搬送されたポッド２６は載置台２２の上に、前述と逆の作動によって載置（プットダウン）される。すなわち、まず、図５（ｃ）で参照されるように、上側押さえ５３が第三のエアシリンダ５１のピストンロッド５２の短縮作動によって若干上昇された後に、第一のエアシリンダ４５のピストンロッド４６の伸長作動によって左右の下側押さえ５０、５０が下降され、ポッド２６が載置台２２の上に着地される。続いて、図５（ｂ）で参照されるように、左右の下側押さえ５０、５０が第二のエアシリンダ４８のピストンロッド４９の伸長作動によって開かれ、把手２８の下側空間から抜き出される。その後、図５（ａ）で参照されるように、上側押さえ５３および開いた状態の左右の下側押さえ５０、５０は互いの上下方向の間隔を保った状態で、第一のエアシリンダ４５のピストンロッド４６の伸長作動によって所定の待機位置まで上昇される。

以上のポッド搬送装置３０の作用によってポッドオープナ２１の載置台２２の上に図６（ｂ）に示されているように供給された第一ポッド２６Ａは、そのキャップ２７をキャップ着脱機構２３によって取り外されてウエハの出し入れ口を開放される。

ポッドオープナ２１で開放された第一ポッド２６Ａの複数枚のサイドダミーウエハＷａはウエハ移載装置１０によって払出（ウエハローディング）されて、ボート９へ順次装填（チャージング）されて行く。この際、図３に示されているように、サイドダミーウエハＷａはボート９の上側端部および下側端部に適宜に分配されて装填される。

第一ポッドステージ２４から搬送されて来た第一ポッド２６ＡのサイドダミーウエハＷａについてのボート９への装填作業が完了すると、ポッドオープナ２１の載置台２２で空になった第一ポッド２６Ａはキャップ着脱機構２３によってキャップ２７を装着された後に、図６（ｂ）および（ｃ）に示されているように、ポッドオープナ２１の載置台２２から第一ポッドステージ２４へポッド搬送装置３０の前述した作動によって搬送されて戻される。

次に、図６（ｃ）および（ｄ）に示されているように、第二ポッドステージ２５の第二ポッド２６Ｂが第二ポッドステージ２５からポッドオープナ２１の載置台２２へポッド搬送装置３０の前述した作動によって搬送されて載置される。ポッドオープナ２１に供給された第二ポッド２６Ｂはそのキャップ２７をキャップ着脱機構２３によって取り外されてウエハの出し入れ口を開放される。

続いて、図６（ｄ）および（ｅ）に示されているように、ポッドオープナ２１に供給された第二ポッド２６ＢのプロダクトウエハＷｂがボート９にウエハ移載装置１０によって順次装填されて行く。この際、図３に示されているように、プロダクトウエハＷｂはボート９の上側端部および下側端部に分配されて装填されたサイドダミーウエハＷａ群の間に適宜に装填される。

図６（ｅ）に示されているように、全てのプロダクトウエハＷｂがボート９に装填されることによって空になった第二ポッド２６Ｂは、ポッドオープナ２１の載置台２２の上に置かれたままの状態で待機する。なお、この際、第二ポッド２６Ｂはキャップ着脱機構２３によってキャップ２７を装着し、その状態で待機させても構わない。

以上のようにして予め指定された枚数（例えば、サイドダミーウエハＷａとプロダクトウエハＷｂとの合計が三十枚〜三十二枚）のサイドダミーウエハＷａおよびプロダクトウエハＷｂがボート９に装填されると、ボート９はエレベータ７によって上昇されてプロセスチューブ４の処理室に搬入（ボートローディング）される。ボート９が上限に達すると、ボート９を保持したシールキャップ８の上面の周辺部がプロセスチューブ４をシール状態に閉塞するため、処理室は気密に閉じられた状態になる。

プロセスチューブ４の処理室は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管６によって排気され、ヒータユニット３によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管５によって所定の流量だけ供給される。これにより、予め設定された処理条件に対応する所望の膜がプロダクトウエハＷｂに形成される。ここで、処理室で一度に処理するプロダクトウエハＷｂの枚数は、一台の製品基板用キャリアである第二ポッド２６Ｂに収納されるプロダクトウエハ枚数以下に設定されており、一台の製品基板用キャリアである第二ポッド２６Ｂに収容された全てのプロダクトウエハが処理室において一度に処理されるようになっている。

そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート９がエレベータ７によって下降されることにより、処理済みプロダクトウエハＷｂおよびサイドダミーウエハＷａを保持したボート９が元の待機位置（ウエハチャージングおよびディスチャージングステーション）に搬出（ボートアンローディング）される。

ボート９が待機位置に搬出されると、処理済みのプロダクトウエハＷｂに移載中の廃塵の付着を防止するために、まず、ボート９の処理済みプロダクトウエハＷｂがウエハ移載装置１０によって脱装（ディスチャージング）されて、図６（ｅ）に示されているように、ポッドオープナ２１の載置台２２で待機している空の第二ポッド２６Ｂに収納（ウエハアンローディング）される。

処理済みプロダクトウエハＷｂの空の第二ポッド２６Ｂへの収納作業が完了すると、プロダクトウエハＷｂが一杯になった第二ポッド２６Ｂはキャップ着脱機構２３によってキャップ２７を装着された後に、図６（ｄ）および（ｃ）で参照されるように、ポッドオープナ２１の載置台２２から第二ポッドステージ２５へポッド搬送装置３０の前述した作動によって搬送されて戻される。

次に、図６（ｃ）および（ｂ）で参照されるように、第一ポッドステージ２４の空の第一ポッド２６Ａが第一ポッドステージ２４からポッドオープナ２１の載置台２２にポッド搬送装置３０の前述した作動によって搬送されて供給される。続いて、第一ポッド２６Ａのキャップがキャップ着脱機構２３によって開放された後に、ボート９の使用済みのサイドダミーウエハＷａが空の第一ポッド２６Ａへウエハ移載装置１０によって収納される。

使用済みのサイドダミーウエハＷａが収納された第一ポッド２６Ａはキャップ着脱機構２３によって閉じられた後に、図６（ｂ）および（ａ）で参照されるように、ポッドオープナ２１の載置台２２から第一ポッドステージ２４にポッド搬送装置３０の前述した作動によって搬送されて戻される。なお、第一ポッド２６Ａはポッドオープナ２１から第一ポッドステージ２４に戻さずに、ポッドオープナ２１において次回のチャージング作業に対してそのまま待機させてもよい。

以上のようにして、処理済みプロダクトウエハＷｂを収納されて第二ポッドステージ２５に戻された第二ポッド２６Ｂは第二ポッドステージ２５から洗浄工程や成膜検査工程等の後工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。さらに、成膜済みのプロダクトウエハＷｂはリソグラフィー工程やエッチング工程に搬送されて所定の処理が施されることより、本実施の形態であるＩＣの製造方法に係るＩＣが製造される。また、使用済みのサイドダミーウエハＷａを収納されて第一ポッドステージ２４に戻された第一ポッド２６Ａは、サイドダミーウエハＷａが再使用可能である間は第一ポッドステージ２４に置かれて繰り返し使用される。
そして、繰り返しの使用によってサイドダミーウエハＷａの反りや汚染が許容値以上になった時期において、使用済みのサイドダミーウエハＷａを収納した第一ポッド２６Ａは第一ポッドステージ２４から本実施の形態に係るＩＣの製造方法の一つの工程であるサイドダミーウエハ交換工程等へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。

以降、前述した本実施の形態に係るウエハ処理方法が繰り返されて、プロダクトウエハＷｂが例えば二十五枚ずつ、小バッチ式ＣＶＤ装置１によってバッチ処理されて行き、本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法に係るＩＣが製造されて行く。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) 一バッチ当たりのプロダクトウエハの枚数を二十五枚以下に設定することにより、バッチ式ＣＶＤ装置は一バッチ当たりプロダクトウエハ用キャリアとしての第一ポッドが一台とサイドダミーウエハ用キャリアとしての第二ポッドが一台とを取り扱えば済むため、従来の大バッチ式ＣＶＤ装置に比べて、タクトタイム（ウエハ搬入からウエハ搬出までの時間）を大幅に短縮することができる。

2) 取り扱うポッドの台数を少数に設定することにより、ＣＶＤ装置を小形化することができるため、ＣＶＤ装置のイニシャルコストやランニングコストを低減することができ、また、フットプリント（占有床面積）を小さくすることができ、クリーンルームの有効活用を図ることができる。

3) 一バッチ当たりのサイドダミーウエハの使用枚数を低減することにより、大バッチ式ＣＶＤ装置に比べてダミーウエハに関するイニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。

4) ポッドオープナの左右両脇に第一ポッドステージおよび第二ポッドステージを設け、ポッドオープナとポッドステージとの間でポッドをポッド搬送装置によって搬送することにより、ポッドを一時的に保管するための棚を省略することができるため、小バッチを取り扱う場合にイニシャルコストやランニングコストをより一層低減することができる。

5) ポッド搬送装置をポッドオープナと第一ポッドステージおよび第二ポッドステージの真上に設置することにより、ポッド搬送装置を設置することによる占拠面積の増加を回避することができるとともに、小バッチ式ＣＶＤ装置のスループットを高めることができる。

6) ポッド搬送装置によるポッドの搬送に際して、ポッドの把手を上側押さえと下側押さえからなるクランプ部によって把持することにより、ポッドの脱落を防止してポッドを安全に搬送することができるため、搬送中の脱落等によるウエハの損傷事故を確実に防止することができる。

7) ポッドオープナのポッド載置台とポッドステージとを筐体の外部にそれぞれ設置することにより、ポッドに付着したパーティクル等の異物が筐体の内部に侵入するのを防止することができるため、筐体の内部を清浄に維持することができ、その結果、ウエハ基板処理方法の品質および信頼性を高めることができ、ＩＣの製造方法の製造歩留りを高めることができる。

図７は本発明の他の実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置の外観を示す斜視図である。図８はその平面断面図である。図９はその側面断面図である。

本実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置１Ａが、前記実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置１と異なる点は、ポッド搬送装置３０が省略されている代わりに、筐体２Ａの正面壁に第一ポッドステージ２４に対向する第一ウエハ搬入搬出口２０Ａと、第二ポッドステージ２５に対向する第二ウエハ搬入搬出口２０Ｂとがそれぞれ開設されており、第一ウエハ搬入搬出口２０Ａおよび第二ウエハ搬入搬出口２０Ｂに第一ポッドオープナ２１Ａおよび第二ポッドオープナ２１Ｂがそれぞれ設置されている点である。

以下、本実施の形態に係る小バッチ式ＣＶＤ装置１Ａの作用を説明することにより、本発明の他の実施の形態としてのウエハ処理方法である成膜方法を、その特徴ステップであるポッド搬入搬出方法およびウエハ装填脱装方法を主にして説明する。ここで、第一ポッドステージ２４に供給されるポッド（以下、第一ポッド２６Ａという。）には、サイドダミーウエハが二十五枚収納されているものとし、第二ポッドステージ２５に供給されるポッド（以下、第二ポッド２６Ｂという。）には、製品基板としてのプロダクトウエハが二十五枚収納されているものとする。そして、第一ポッド２６Ａおよび第二ポッド２６Ｂは第一ポッドステージ２４および第二ポッドステージ２５に工程内搬送装置によってそれぞれ供給される。

図８では想像線で図９では実線で示されているように、第一ポッドステージ２４に供給された第一ポッド２６Ａは第一ポッドオープナ２１Ａのポッド移動装置（図示せず）によって第一ウエハ搬入搬出口２０Ａに押し付けられる。押し付けられた第一ポッド２６Ａはそのキャップ２７を第一ポッドオープナ２１Ａのキャップ着脱機構２３Ａによって取り外されてウエハの出し入れ口を開放される。

第一ポッド２６Ａに収納された複数枚のサイドダミーウエハＷａはボート９にウエハ移載装置１０によって順次装填（チャージング）されて行く。この際、図９に示されているように、サイドダミーウエハＷａはボート９の上側端部および下側端部に適宜に分配されて装填される。

図８に想像線で示されているように、第二ポッドステージ２５に供給された第二ポッド２６Ｂは、第二ポッドオープナ２１Ｂのポッド移動装置（図示せず）によって第二ウエハ搬入搬出口２０Ｂに押し付けられる。押し付けられた第二ポッド２６Ｂはそのキャップ２７を第二ポッドオープナ２１Ｂの第二キャップ着脱機構２３Ｂによって取り外されて、ウエハの出し入れ口を開放される。

第二ポッド２６Ｂに収納された複数枚のプロダクトウエハＷｂはボート９にウエハ移載装置１０によって順次装填されて行く。この際、図９に示されているように、プロダクトウエハＷｂはボート９の上側端部および下側端部に分配されて装填されたサイドダミーウエハＷａ群の間に適宜に装填される。

以上のようにして、予め指定された枚数（例えば、サイドダミーウエハＷａとプロダクトウエハＷｂとを合計して三十枚〜三十二枚）のサイドダミーウエハＷａおよびプロダクトウエハＷｂがボート９に移載されると、ボート９はエレベータ７によって上昇されてプロセスチューブ４の処理室に搬入される。ボート９が上限に達すると、ボート９を保持したシールキャップ８の上面の周辺部がプロセスチューブ４をシール状態に閉塞するため、プロセスチューブ４の処理室は気密に閉じられた状態になる。

プロセスチューブ４の処理室は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管６によって排気され、ヒータユニット３によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管５によって所定の流量だけ供給される。これにより、予め設定された処理条件に対応する所望の膜がプロダクトウエハＷｂに形成される。ここで、処理室で一度に処理するプロダクトウエハＷｂの枚数は、一台の製品基板用キャリアである第二ポッド２６Ｂに収納されるプロダクトウエハ枚数以下に設定されており、一台の製品基板用キャリアである第二ポッド２６Ｂに収容されたプロダクトウエハＷｂが処理室において一度に処理されるようになっている。

そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート９がエレベータ７によって下降されることにより、処理済みプロダクトウエハＷｂおよびサイドダミーウエハＷａを保持したボート９が元の待機位置に搬出される。

ボート９が待機位置に搬出されると、まず、ボート９の処理済みのプロダクトウエハＷｂがウエハ移載装置１０によってディスチャージングされて、第二ポッドオープナ２１Ｂで待機している空の第二ポッド２６Ｂに収納される。

処理済みプロダクトウエハＷｂの第二ポッド２６Ｂへの収納作業が完了すると、プロダクトウエハＷｂが一杯になった第二ポッド２６Ｂは第二キャップ着脱機構２３Ｂによってキャップ２７を装着された後に、図７および図８に実線で示されているように、第二ウエハ搬入搬出口２０Ｂから第二ポッドステージ２５へ第二ポッドオープナ２１Ｂのポッド移動装置によって移動されて戻される。

次いで、ボート９の使用済みのサイドダミーウエハＷａがウエハ移載装置１０によってディスチャージングされて、第一ポッドオープナ２１Ａで待機している空の第一ポッド２６Ａに収納される。

使用済みサイドダミーウエハＷａの第一ポッド２６Ａへの収納作業が完了すると、サイドダミーウエハＷａが一杯になった第一ポッド２６Ａは第一キャップ着脱機構２３Ａによってキャップ２７を装着された後に、図７および図８に実線で示されているように、第一ウエハ搬入搬出口２０Ａから第一ポッドステージ２４へ第一ポッドオープナ２１Ａのポッド移動装置によって移動されて戻される。

以上のようにして、処理済みプロダクトウエハＷｂを収納されて第二ポッドステージ２５に戻された第二ポッド２６Ｂは第二ポッドステージ２５から洗浄工程や成膜検査工程等の後工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。さらに、成膜済みのプロダクトウエハＷｂはリソグラフィー工程やエッチング工程に搬送されて所定の処理が施されることより、本実施の形態であるＩＣの製造方法に係るＩＣが製造される。また、使用済みのサイドダミーウエハＷａを収納されて第一ポッドステージ２４に戻された第一ポッド２６Ａは、サイドダミーウエハＷａが再使用可能である間は第一ポッドステージ２４に置かれて繰り返し使用される。
そして、繰り返しの使用によってサイドダミーウエハＷａの反りや汚染が許容値以上になった時期において、使用済みのサイドダミーウエハＷａを収納した第一ポッド２６Ａは第一ポッドステージ２４から本実施の形態に係るＩＣの製造方法の一つの工程であるサイドダミーウエハ交換工程等へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。

以降、前述した本実施の形態に係るウエハ処理方法が繰り返されて、プロダクトウエハＷｂが例えば二十五枚ずつ、小バッチ式ＣＶＤ装置１Ａによってバッチ処理されて行き、本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法に係るＩＣが製造されて行く。

前記第二の実施の形態によれば、前記第一の実施の形態に加えて次の効果が得られる。すなわち、ポッド搬送装置を省略することにより、タクトタイムをより一層短縮することができる。

なお、本発明は前記実施の形態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に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、サイドダミーウエハＷａをポッド２６に収納して取り扱う場合について説明したが、サイドダミーウエハＷａはウエハストッカ１８において取り扱ってもよい。すなわち、ウエハストッカ１８はダミーウエハを保管するためのストッカ（保管場所）であり、このウエハストッカ１８にサイドダミーウエハＷａを保管することにより、サイドダミーウエハＷａについてはボート９とウエハストッカ１８との間で搬送すればよくなる。したがって、処理毎にサイドダミーウエハＷａを筐体２の外部のポッドに取り出す必要がなくなるため、タクトタイムをより一層短縮することができる。ちなみに、この場合も、サイドダミーウエハＷａは処理の繰り返しによって反りや汚染が大きくなった時期において交換されることになる。

また、前記実施の形態では一回の処理を行うのに一台のダミーウエハ用ポッドと一台のプロダクトウエハ用ポッドとを投入し、一度に一台のプロダクトウエハ用ポッド内の二十五枚以下のプロダクトウエハを処理する場合について説明したが、サイドダミーウエハＷａをウエハストッカ１８において取り扱うことにより、一回の処理を実施するのに二台のプロダクトウエハ用ポッドを投入し一度に五十枚以下のプロダクトウエハを処理するように設定することもできる。

前記実施の形態においてはウエハにＣＶＤ膜を形成するＣＶＤ装置について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ウエハに酸化膜や絶縁膜および金属膜を形成する成膜装置、ウエハに酸化膜を形成したりウエハに不純物を拡散したり拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニールしたりする熱処理装置（farnace ）等の基板処理装置全般に適用することができる。

また、前記実施の形態においてはウエハにＣＶＤ膜を形成する成膜方法について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ウエハに酸化膜や絶縁膜および金属膜を形成する成膜方法、ウエハに酸化膜を形成したりウエハに不純物を拡散したり拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニールしたりする熱処理方法等の基板処理方法全般に適用することができる。

さらに、前記実施の形態においてはＩＣの製造方法について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、光半導体装置、混成集積回路装置等の半導体装置の製造方法全般に適用することができる。

被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル等の基板であってもよい。

本発明の好ましい態様を付記する。
本発明に係る基板処理装置は、筐体の内部にプロセスチューブが設置されており、前記プロセスチューブにおいて一度に処理する製品基板の枚数が一台の製品基板用キャリアに収納される枚数以下に設定されており、かつ、一台の製品基板用キャリアに収容された製品基板が一度に処理されることを特徴とする。

前記した手段によれば、一度にバッチ処理される枚数の製品基板が一台の製品基板用キャリアに収納されるようになっているため、製品基板用キャリアを一時的に保管するための棚や、製品基板用キャリアを保管棚とキャリアステージとの間で搬送するためのキャリア搬送装置等を省略することができる。つまり、前記した手段に係る基板処理装置は少数枚の基板を取り扱うのに適し、イニシャルコストやランニングコストを低減することができる。

また、本発明に係る基板処理装置は、複数枚の基板を収納するポッドのキャップを開閉するポッドオープナと、このポッドオープナと隣接する位置に設置されて前記ポッドを載置する複数のポッドステージと、前記ポッドを前記ポッドオープナのポッド載置台と前記各ポッドステージとの間で搬送するポッド搬送装置とを備えている。

前記した手段において、ポッドは複数のポッドステージに供給され、各ポッドステージに供給されたポッドはポッドオープナのポッド載置台にポッド搬送装置によってそれぞれ適時に搬送される。ポッドオープナのポッド載置台に搬送されたポッドはポッドオープナによってキャップを開閉されて基板を出し入れされる。そして、ポッドオープナのポッド載置台の上のポッドはポッド搬送装置によって各ポッドステージにそれぞれ搬送される。このように前記した手段によれば、ポッドはポッドステージとポッドオープナのポッド載置台との間をポッド搬送装置によって直接的に搬送されるため、ポッドを一時的に保管するための棚を省略することができる。つまり、前記した手段に係る基板処理装置は少数枚の基板を取り扱うのに適し、イニシャルコストやランニングコストを低減することができ、ＱＴＡＴ生産に対応することができる。

Ｗ…ウエハ（基板）、Ｗａ…サイドダミーウエハ（ダミー基板）、Ｗｂ…プロダクトウエハ（製品基板）、１…小バッチ式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、２…筐体、３…ヒータユニット、４…プロセスチューブ、５…ガス導入管、６…排気管、７…エレベータ、８…シールキャップ、９…ボート、１０…ウエハ移載装置、１１…ロータリーアクチュエータ、１２…第一リニアアクチュエータ、１３…第二リニアアクチュエータ、１４…移動台、１５…ツィーザ、１６…エレベータ、１７…クリーンユニット、１８…ウエハストッカ（基板保管場所）、２０…ウエハ搬入搬出口、２１…ポッドオープナ、２２…載置台、２３…キャップ着脱機構、２４…第一ポッドステージ、２５…第二ポッドステージ、２６…ポッド、２６Ａ…第一ポッド（ダミー基板用キャリア）、２６Ｂ…第二ポッド（製品基板用キャリア）、２７…キャップ、２８…把手、３０…ポッド搬送装置、３１…取付板、３２…ブラケット、３３…ベース板、３４…ブラケット、３５…プーリー、３６…タイミングベルト、３７…ブラケット、３８…サーボモータ、３９…駆動用プーリー、４０…テンション用プーリー、４１…リニアガイドレール、４２…走行ブロック、４３…連結具、４４…ブラケット、４５…第一のエアシリンダ、４６…ピストンロッド、４７…ブラケット、４８…第二のエアシリンダ、４９…ピストンロッド、５０…下側押さえ、５１…第三のエアシリンダ、５２…ピストンロッド、５３…上側押さえ、５４…カバー、１Ａ…小バッチ式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、２Ａ…筐体、２０Ａ…第一ウエハ搬入搬出口、２０Ｂ…第二ウエハ搬入搬出口、２１Ａ…第一ポッドオープナ、２１Ｂ…第二ポッドオープナ、２２Ａ…第一載置台、２２Ｂ…第二載置台、２３Ａ…第一キャップ着脱機構、２３Ｂ…第二キャップ着脱機構。

Claims (4)

1. 一台のダミー基板用ポッドのキャップを第一ポッドオープナによって取り外し、前記ダミー基板用ポッドに収納された複数枚のダミー基板をボートの上側端部および下側端部に、基板移載装置によって分配して装填する第一装填ステップと、
   一台の製品基板用ポッドのキャップを第二ポッドオープナによって取り外し、前記一台の製品基板用ポッドに収納された製品基板の全部であって、その枚数が一度に処理する前記製品基板の枚数であり、一台の前記製品基板用ポッドに収納される基板の枚数以下の製品基板を前記ボートの前記上側端部のダミー基板と下側端部のダミー基板との間に、前記基板移載装置によって装填する第二装填ステップと、
   前記第二装填ステップ後、前記ボートに装填された前記ダミー基板および前記製品基板をプロセスチューブ内で一度に処理する処理ステップと、
   を有する基板処理方法。
2. 前記処理ステップ後、前記ボートに収納された全枚数の前記製品基板を前記第二ポッドオープナのポッド載置台の上に待機させたままの状態の前記製品基板用ポッドに、前記基板移載装置によって収納するステップ、
   を有する請求項１の基板処理方法。
3. 一台のダミー基板用ポッドのキャップを第一ポッドオープナによって取り外し、前記ダミー基板用ポッドに収納された複数枚のダミー基板をボートの上側端部および下側端部に、基板移載装置によって分配して装填する第一装填ステップと、
   一台の製品基板用ポッドのキャップを第二ポッドオープナによって取り外し、前記一台の製品基板用ポッドに収納された製品基板の全部であって、その枚数が一度に処理する前記製品基板の枚数であり、一台の前記製品基板用ポッドに収納される基板の枚数以下の製品基板を前記ボートの前記上側端部のダミー基板と下側端部のダミー基板との間に、前記基板移載装置によって装填する第二装填ステップと、
   前記第二装填ステップ後、前記ボートに装填された前記ダミー基板および前記製品基板をプロセスチューブ内で一度に処理する処理ステップと、
   を有する半導体装置の製造方法。
4. 前記処理ステップ後、前記ボートに収納された全枚数の前記製品基板を前記第二ポッドオープナのポッド載置台の上に待機させたままの状態の前記製品基板用ポッドに、前記基板移載装置によって収納するステップ、
   を有する請求項３の半導体装置の製造方法。

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