(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略密閉されたポッドによって基板を搬出入する標準メカニカルインターフェースシステムを有する半導体製造装置であって、前記ポッドの開閉を行なう複数の開閉手段を備えた密閉チャンバと、該密閉チャンバの所定の第１の高さ位置から前記開閉手段の高さ位置に近い第２の高さ位置に往復移動自在であるポッド昇降台と、該ポッド昇降台を往復移動させるための昇降手段と、前記第２の高さ位置において前記ポッドを待機させるためのポッド待機台と、前記第２の高さ位置において前記ポッドを前記ポッド昇降台と前記開閉手段の間で搬送する水平搬送ロボットを備えていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
第１の高さ位置と第２の高さ位置の間にポッドを保管するためのポッド保持棚が設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
ポッド昇降台とポッド待機台が、それぞれポッドの受け渡しを行なうための受け渡し手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
ポッド保持棚とポッド昇降台と昇降手段を内蔵するポッドストッカが設けられており、該ポッドストッカの上にポッド待機台が配設されていることを特徴とする請求項２または３記載の半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項記載の半導体製造装置によって半導体デバイスを製造する工程を有するデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハやレチクル等の基板を内蔵するカセットを清浄に保つことのできる開閉可能な収納容器（ポッド）を用いて基板の供給・回収を行なう、いわゆる標準メカニカルインターフェースシステムを用いた露光装置等の半導体製造装置およびデバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体の製造工程、特にリソグラフィ工程では、歩留まりを向上させるため、素子欠陥の原因となるサブミクロン大の塵を管理したクリーンルーム内で半導体ウエハ等の基板を処理してきたが、素子の高集積化や回路の微細化が進んでいる今日、これらに対応する粒径の塵を管理するクリーンルームの実現が技術的・コスト的に困難になってきている。
【０００３】
そこで、クリーンルームのクリーン度向上に代わる方法の１つとして、基板を内蔵したカセット等を内部が清浄に保たれた開閉可能な密閉容器に収納し、この容器の開閉手段を各半導体製造装置に配備することにより、基板のクリーンな搬送を可能にする標準メカニカルインターフェースシステム（ＳＭＩＦ）が提案されている。
【０００４】
例えば半導体露光装置におけるレチクル搬出入のＳＭＩＦとして、図８に示すものが開発されている。
【０００５】
これは、ＳＭＩＦポッド１０２を開閉し収納されたレチクルキャリア（カセット）１０２ａをポッド１０２から引き出す開閉昇降手段（ＳＭＩＦインデクサ）１０３を有し、該ＳＭＩＦインデクサ１０３により半導体露光装置１０１内に引き出されたカセット１０２ａからレチクル１０２ｂを取り出すためのフォーク状のハンド１０４と、該ハンド１０４をカセット１０２ａに対して前後・昇降するとともに不図示のプリアライメントステージへ搬送する搬送手段１０５を備えたものである。そして、該搬送手段１０５により搬送されるレチクル１０２ｂの汚染やレチクル１０２ｂの交換時間を短縮するために、カセット１０２ａからレチクル１０２ｂを取り出す時の高さを、レチクル１０２ｂをプリアライメントステージへ搬送する高さとほぼ一致させて、搬送系路を短縮している。
【０００６】
このために、ＳＭＩＦインデクサ１０３のポッド載置面Ｔ1 は、前記レチクル搬送面Ｔ2 より幾分上方に配置されることになり、しかも、レチクル搬送面Ｔ2 の高さは露光装置のレチクルステージの高さ近傍であるため、床から１６００ｍｍ以上となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、前述のように、ポッドの載置面が床から１６００ｍｍ以上と高いため、オペレータによるポッド交換や、床面を走行する有軌道無人搬送車（ＡＧＶ）によるポッドの供給・回収は困難である。その結果、クリーンルームの天井から吊り下げられた軌道を走行する天井走行型のＡＧＶの使用が必須となり、設備コストを上昇させるとともにレイアウト上の制約も増大する。
【０００８】
一方、オペレータによるポッド交換や床面走行型のＡＧＶに対応するために、ＳＭＩＦインデクサの位置を床面から８００〜１０００ｍｍの高さに設定した場合は、半導体製造装置内の清浄な環境（チャンバ）内でレチクルを搬送する距離が大幅に増大するため、その搬送機構部からの発塵により、チャンバ内の清浄な環境やレチクルを汚染するおそれがあり、これを防止するためには大がかりな発塵対策、例えば取り出したレチクルを別の蓋付のカセットに収納し直して搬送するか、駆動部を旋回アームの組み合わせにして発塵を抑える必要がある。また、ポッド内に複数枚のレチクルを収納している場合には、レチクル交換に要する時間を増大させるという欠点がある。
【０００９】
さらに、ＳＭＩＦの構造上の問題として、インデクサを２〜３基しか搭載できないため、頻繁なポッド交換が必要になるという未解決の課題がある。
【００１０】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、標準メカニカルインターフェースシステムすなわちＳＭＩＦを有する露光装置等において、オペレータや床面走行型のＡＧＶによるポッド交換作業が容易であり、しかも、多数のポッドを保管するポッド保持棚を併設することで、ポッド交換に要する時間を大幅に短縮できる半導体製造装置およびデバイス製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の半導体製造装置は、略密閉されたポッドによって基板を搬出入する標準メカニカルインターフェースシステムを有する半導体製造装置であって、前記ポッドの開閉を行なう複数の開閉手段を備えた密閉チャンバと、該密閉チャンバの所定の第１の高さ位置から前記開閉手段の高さ位置に近い第２の高さ位置に往復移動自在であるポッド昇降台と、該ポッド昇降台を往復移動させるための昇降手段と、前記第２の高さ位置において前記ポッドを待機させるためのポッド待機台と、前記第２の高さ位置において前記ポッドを前記ポッド昇降台と前記開閉手段の間で搬送する水平搬送ロボットを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第１の高さ位置と第２の高さ位置の間にポッドを保管するためのポッド保持棚が設けられているとよい。
【００１３】
ポッド昇降台とポッド待機台が、それぞれポッドの受け渡しを行なうための受け渡し手段を有するとよい。
【００１４】
【作用】
リソグラフィ工程に用いられる露光装置等を内蔵する密閉チャンバの側面にポッドストッカを配設し、ポッドストッカ内に複数のポッドを垂直に並べて保管するポッド保持棚と、床面から例えば９００ｍｍ程度の第１の高さ位置から、ポッドの開閉手段すなわちインデクサの高さに近い第２の高さ位置まで往復移動自在なポッド昇降台を設ける。
【００１５】
ポッド昇降台は、第１の高さ位置でオペレータや床面走行型のＡＧＶ等からポッドを受け取り、ポッド保持棚に沿って上昇して所定の棚にポッドを収納する。密閉チャンバに対するポッドの供給・回収工程においては、ポッド保持棚からポッドを受け取ったポッド昇降台がポッドストッカの頂部の第２の高さ位置まで上昇し、水平搬送ロボットにポッドを引き渡し、ポッドを受け取った水平搬送ロボットが所定の開閉手段までポッドを搬送する。
【００１６】
開閉手段によってポッドを開き、レチクル等の基板を密閉チャンバ内に取り出したのち、空になったポッドを水平搬送ロボットによってポッドストッカの頂部に戻して、ポッド待機台に受け渡す。この間、次のポッドを搬送したポッド昇降台は、ポッドストッカの頂部の第２の高さ位置で前述と同様に水平搬送ロボットに次のポッドを引き渡し、続いてポッド待機台から空のポッドを受け取って降下し、ポッド保持棚の棚に空のポッドを収納する。
【００１７】
第２の高さ位置の水平搬送ロボットによってポッドを水平方向に搬送する間に、第１の高さ位置またはポッド保持棚の各棚と第２の高さ位置との間でポッドを垂直方向に搬送し、また、ポッドストッカの頂部においては、ポッド待機台およびポッド昇降台と水平搬送ロボットの間で交互にポッドの受け渡しを行なうことにより、ポッドの交換時間を短縮できる。
【００１８】
また、ポッド昇降台に対するポッドの供給・回収は、オペレータや床面走行型のＡＧＶによる作業に都合のよい第１の高さ位置において行なわれるため、作業効率の向上や、設備コストの低減、レイアウトの自由度の増大等に大きく貢献できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は一実施の形態による半導体製造装置全体を示すもので、露光装置を内蔵する密閉チャンバであるチャンバ１の前面左上方には基板であるレチクル用の標準メカニカルインターフェースシステム（ＳＭＩＦ）の開閉手段である複数のインデクサ２が配設され、チャンバ１の内部には、各インデクサ２により装置内に導入されたレチクルを搬送するレチクル搬送手段とレチクルを保管するレチクルストッカ１ａが設けられている。
【００２１】
略密閉されたポッドＰの開閉を行なうインデクサ２のポッド載置面は、レチクルストッカ１ａに対するレチクルの搬送高さより所定量高く設定されている。
【００２２】
チャンバ１の側面には、多数のポッドＰを保管するポッドストッカ１０が配置されている。ポッドストッカ１０には、ポッド昇降台２０と、該ポッド昇降台２０を床面から略９００ｍｍの高さの第１の高さ位置にある第１位置Ｓ1 からインデクサ２のポッド載置面の近傍の第２の高さ位置にある第２位置Ｓ2 まで上下に往復移動させる昇降手段３０が配設され、ポッドストッカ１０の頂部の第２位置Ｓ2 にポッド昇降台２０が上昇したときには、後述するようにポッドストッカ１０の開口１１から上にポッド昇降台２０が露出する。第２位置Ｓ2 に搬送されたポッドＰは、ポッドＰに形成されたハンドリング用部材を把持するロボットハンド３ａとこれを上下、水平移動するための昇降水平移動手段３ｂを有する水平搬送ロボット３によって各インデクサ２へ搬送される。なお、昇降水平移動手段３ｂの機構は公知の機構、例えばパルスモーター、ボールネジ、リニアガイド等により構成される。
【００２３】
前記第２位置Ｓ2 の後方に位置する第３位置Ｓ3 にはポッド待機台４０が配設され、さらに、ポッド昇降台２０が第１位置Ｓ1 から第２位置Ｓ2 へ上昇するエリアの後方には、複数の棚を有するポッド保持棚５０が配置されている。
【００２４】
ポッド昇降台２０は、図２に示すように、ポッドＰの底面に設けられた位置決め用穴に嵌合してポッドＰの位置決めを行なう３本の位置決めピン２１ａ（図３参照）とポッド外形により大まかな位置決めをするための一方向のガイド部２１ｂを備えた台板２１と、台板２１を水平方向に進退させる受け渡し手段であるスライド板２２と、昇降手段３０に片持ち支持された昇降板２３を備えている。昇降板２３にはポッドＰの外形により大まかな位置決めをするガイド部２３ａが形成され、台板２１上に形成されたガイド部２１ｂと直交する方向のガイドを行なうようになっている。
【００２５】
ポッド待機台４０は、ポッド外形に基づいて平面内の位置決めをするためのガイド部４１ａと、ポッド昇降台２０と干渉しないための切欠部４１ｂが形成された台板４１と、台板４１を水平方向に進退させる受け渡し手段であるスライド板４２と、スライド板４２を支持する支持板４３を有し、該支持板４３は、ポッドストッカ１０の上に支持されている。
【００２６】
図３は、任意のインデクサ２から回収される空のポッドＰ1 と任意のインデクサ２へ供給されるポッドＰ2 を交換するシーケンスを説明するもので、回収ポッドＰ1 は、図３の（ａ）に示すように、ロボットハンド３ａと昇降水平移動手段３ｂにより第２位置Ｓ2 の上方に運ばれ、供給ポッドＰ2 はポッド昇降台２０上に載置され、昇降手段３０により第２位置Ｓ2 より少し低い位置に待機する。続いて、図３の（ｂ）に示すように、第３位置Ｓ3 のポッド待機台４０のスライド板４２が第２位置Ｓ2 へ移動し、ロボットハンド３ａから回収ポッドＰ1 を受け取る。ロボットハンド３ａが回収ポッドＰ1 を開放したら、図３の（ｃ）に示すように、ポッド待機台４０のスライド板４２が台板４１を第３位置Ｓ3 へ後退させ、ポッド昇降台２０が第２位置Ｓ2 まで上昇する。
【００２７】
ロボットハンド３ａが供給ポッドＰ2 を把持し、ポッド昇降台２０から供給ポッドＰ2 を搬出したら（図３の（ｄ）参照）、ポッド昇降台２０を、台板２１がポッド待機台４０上に支持された回収ポッドＰ1 の下面より低くなるまで下降させ、図３の（ｅ）に示すように、スライド板２２により台板２１を回収ポッドＰ1 の下方に移動させ、ポッド昇降台２０を上昇させる。このようにして、ポッド待機台４０から回収ポッドＰ1 を受け取る。その後、ポッド昇降台２０の台板２１とスライド板２２を昇降板２３上に戻し、直接オペレータ等が回収する場合は第１位置Ｓ1 へ移動させる。ポッドストッカ１０内にストックする場合は、ポッド待機台４０の下方に配置されたポッド保持棚５０の任意の棚（スロット）に収納する。
【００２８】
ここではポッドの回収と供給が同時に行なわれる際のシーケンスを説明したが、回収だけ、あるいは、供給だけの場合は、ポッド昇降台２０とロボットハンド３ａとの間で直接ポッドを授受すべきであることは言うまでもない。
【００２９】
図４および図５は、ポッド保持棚５０の構造と棚に対するポッドの搬入出を説明するもので、ポッド保持棚５０の各棚には、ポッドＰ3 の外形により平面内の位置決めをするためのガイド部５１ａと前記ポッド昇降台２０と干渉しないための切欠部５１ｂが形成された棚板５１が設けられている。
【００３０】
各棚に対するポッドＰ3 の受け渡し工程は、まず、図５の（ａ）に示すように、ポッド昇降台２０に指定のスロット（棚）に収納すべきポッドＰ3 を載置した状態で、ポッド昇降台２０を指定のスロットの棚板５１より少し高い位置に昇降したのち、（ｂ）に示すように、スライド板２２により台板２１を棚板５１の上方に移動したところで、（ｃ）に示すように、昇降手段３０によりポッド昇降台２０を下降させ、（ｄ）に示すように、スライド板２２により台板２１を昇降板２３上に戻すことによりポッド収納動作を終了する。ポッドを取り出す際にはこれと逆の動作を行なう。
【００３１】
本実施の形態では、フットプリントを最小にするためポッド待機台４０をポッド昇降台２０の後方に配置したが、チャンバ１上のインデクサ２とポッド昇降台２０の間に設けてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
次に上記説明した半導体製造装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図６は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した基板であるマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３３】
図７は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００３５】
ＳＭＩＦを搭載する半導体製造装置において、オペレータや床面走行型のＡＧＶによるポッドの供給・回収作業が容易である。従って、ポッド交換の作業効率の向上や、設備コストの低減およびレイアウトの自由度の増大等に大きく貢献できる。
【００３６】
また、ポッドストッカ内に複数のポッドを保管することができるため、ポッド交換に要する時間を大幅に短縮し、半導体製造装置のスループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態による半導体製造装置全体を示す斜視図である。
【図２】ポッド昇降台とポッド待機台を示すもので、（ａ）はこれらの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ってとった断面図である。
【図３】ポッド昇降台とポッド待機台の間でポッドを受け渡す工程を説明する図である。
【図４】ポッド昇降台とポッド保持棚を示すもので、（ａ）はこれらの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図５】ポッド昇降台からポッド保持棚にポッドを収納する工程を説明する図である。
【図６】デバイス製造方法を示すフローチャートである。
【図７】ウエハプロセスを示すフローチャートである。
【図８】一従来例による半導体製造装置を示すもので、（ａ）はその外観を示す斜視図、（ｂ）は半導体製造装置の内部を断面で示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１    チャンバ
２    インデクサ
３    水平搬送ロボット
３ａ    ロボットハンド
１０    ポッドストッカ
１１    開口
２０    ポッド昇降台
２１，４１    台板
２２，４２    スライド板
２３    昇降板
３０    昇降手段
４０    ポッド待機台
４３    支持板
５０    ポッド保持棚
５１    棚板
【図１】
0003647330.tif 000002
【図２】
0003647330.tif 000003
【図３】
0003647330.tif 000004
【図４】
0003647330.tif 000005
【図５】
0003647330.tif 000006
【図６】
0003647330.tif 000007
【図７】
0003647330.tif 000008
【図８】
0003647330.tif 000009