(57)【要約】【課題】半導体ウエハの収納治具であるＦＯＵＰの内部の雰囲気置換を短時間で行うことのできる技術を提供する。【解決手段】ロードポート１７上に半導体ウエハ１２が収納されたＦＯＵＰ１を移載した後、ＦＩＭＳドア２４によってＦＯＵＰ１のドア３を固定して取り外し、さらにＦＯＵＰ１のシェル２から半導体ウエハ１２を取り出し、所定の製造処理を半導体ウエハ１２に施す。製造処理の終了後、半導体ウエハ１２をシェル２へ戻し、ＦＩＭＳドア２４を閉位置に戻すとともにシェル２を２〜３ｃｍ程度後退させて、ＦＩＭＳドア２４とシェル２との間に隙間を作り、ＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方のロードポート１７上に配置されたガス導入管２７からシェル２の内部にパージガスを導入してシェル２の内部の雰囲気をパージガスに置換する。【選択図】      図９
2004235516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具のパージ方法であって、前記保持部の開口部の左右に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を前記保持部の開口部の上下から排気することを特徴とするウエハ収納治具のパージ方法。
【請求項２】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具のパージ方法であって、前記保持部の開口部の左または右に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を換気することを特徴とするウエハ収納治具のパージ方法。
【請求項３】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具のパージ方法であって、前記保持部の開口部の周囲に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を前記保持部の開口部のほぼ真ん中から排気することを特徴とするウエハ収納治具のパージ方法。
【請求項４】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具のパージ方法であって、前記保持部の開口部の上方からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を換気することを特徴とするウエハ収納治具のパージ方法。
【請求項５】
ＦＩＭＳドアを持ち、半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具が載置されるロードポートであって、前記開閉扉部および前記ＦＩＭＳドアを開けて、前記保持部に前記半導体ウエハを収納した後、前記ＦＩＭＳドアを閉じるとともに前記保持部を後退させて、前記ＦＩＭＳドアと前記保持部との間に隙間を作り、前記ＦＩＭＳドアの左斜め前方、右斜め前方または左右斜め前方に設けられたガス導入管から前記保持部の内部にパージガスを導入する機能を有することを特徴とするロードポート。
【請求項６】
請求項５記載のロードポートにおいて、前記ガス導入管に、複数個の導入ノズルが設けられていることを特徴とするロードポート。
【請求項７】
請求項５記載のロードポートにおいて、前記ガス導入管に、切り欠き穴が設けられていることを特徴とするロードポート。
【請求項８】
請求項５記載のロードポートにおいて、前記ＦＩＭＳドアと後退させた前記保持部との間の左右、または左右および上部に壁が設けられていることを特徴とするロードポート。
【請求項９】
請求項５記載のロードポートにおいて、前記保持部が停止する位置が少なくとも３つあり、これらの位置は、前記ウエハ収納治具を移載する位置、前記保持部に前記半導体ウエハを収納する位置、前記保持部の内部に前記パージガスを導入する位置であることを特徴とするロードポート。
【請求項１０】
請求項５記載のロードポートにおいて、前記パージガスは、窒素ガスまたはドライエアであることを特徴とするロードポート。
【請求項１１】
ＦＩＭＳドアを持ち、半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具が載置されるロードポートであって、前記開閉扉部および前記ＦＩＭＳドアを開けて、前記ＦＩＭＳドアの上方から前記保持部の内部にパージガスを導入する機能を有することを特徴とするロードポート。
【請求項１２】
請求項１１記載のロードポートにおいて、前記パージガスは、窒素ガスまたはドライエアであることを特徴とするロードポート。
【請求項１３】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具を用いて、前記半導体ウエハを保管または搬送する半導体装置の製造方法であって、前記保持部の開口部の左右に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を前記保持部の開口部の上下から排気して、前記保持部の内部を雰囲気置換することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具を用いて、前記半導体ウエハを保管または搬送する半導体装置の製造方法であって、前記保持部の開口部の左または右に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を排気して、前記保持部の内部を雰囲気置換することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具を用いて、前記半導体ウエハを保管または搬送する半導体装置の製造方法であって、前記保持部の開口部の周囲に外部からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を前記保持部の開口部のほぼ真ん中から排気して、前記保持部の内部を雰囲気置換することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
半導体ウエハを収納する保持部と開閉扉部とを備えたウエハ収納治具を用いて、前記半導体ウエハを保管または搬送する半導体装置の製造方法であって、前記保持部の開口部の上方からパージガスを供給することにより、前記保持部の内部に前記パージガスを導入し、前記保持部の内部の雰囲気を排気して、前記保持部の内部を雰囲気置換することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体製造時に直径が３００ｍｍの半導体ウエハを保管または搬送するためのウエハ収納治具のパージ方法およびウエハ収納治具を開閉するロードポート、ならびに半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造時における直径が３００ｍｍ（以下、３００ｍｍ径と記す）の半導体ウエハの保管または搬送には、例えば半導体ウエハを挿入したり取り出したりするための開口ドアが前部に設けられたＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と呼ばれる横ドア一体型のウエハ収納治具などが使用されている。ＦＯＵＰは、半導体ウエハを収納する保持部であるシェルと開閉扉部であるドアとで構成され、密閉空間中に半導体ウエハを保持することで、大気中の異物または化学的な汚染から半導体ウエハを防御することができる。
【０００３】
なお、ＦＯＵＰとして、例えばフルオロウェア（ＦＬＵＯＲＯＷＡＲＥ）社製Ｆ３００ウエハキャリア（Ｗａｆｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ）を挙げることができ、その寸法または構造などに関しては、これまでに詳しく述べられている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、通常ＦＯＵＰはプラスチックで成型されており、またシェルとドアとの間の気密性はゴム材等によるパッキンにより保たれている。しかし、プラスチックは水分等を透過させる性質があり、またパッキンからなるシール部では外気が分子拡散等によりＦＯＵＰの内部に浸入しやすいことから、ＦＯＵＰの内部の湿度、酸素濃度が時間とともに増加する傾向がある。
【０００５】
さらに、レジストが付着した半導体ウエハをＦＯＵＰに保管した場合は、レジストから気化した有機溶剤がシェルの内壁に付着するため、レジストが付着した半導体ウエハを取り除いた後でもレジストが再度気化して、ＦＯＵＰの内部の雰囲気が汚染されてしまう。ＦＯＵＰの内部の水分、酸素、有機汚染等は半導体ウエハ上に自然酸化膜を成長させ、また絶縁膜の耐圧不良の原因となる。
【０００６】
なお、例えば密閉式ウエハ収納治具の１つである密閉コンテナでは、ガスパージ機構を設けて、密閉コンテナの内部に不活性なガス、例えば窒素ガスまたはドライエアを導入し、密閉コンテナの内部の雰囲気を不活性ガスに置換することによって上記問題を解決する方法が検討されている。
【０００７】
例えばガスパージ時、コンテナの蓋内の空気をパージ用壁孔から追い出し、またこの蓋と特定の台との隙間の空気をパージ用排気管路を通して排気する方法（例えば、特許文献２参照）、密閉コンテナの蓋と昇降装置の昇降テーブルとの間に形成される空間に存在する酸素、水分等を、通孔−開閉ユニット内および排出通路からステーション本体の外部へ放出する方法（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−９１８６４号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−３３４０１９号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平９−２４６３５４号公報
【００１１】
【非特許文献１】
セミスタンダード（ＳＥＭＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｅ５７，  Ｅ１．９，  Ｅ４７．１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記密閉コンテナのパージ方法と同様なパージ方法をＦＯＵＰに適用することを考え、ＦＯＵＰの壁に設けられた給気路から不活性ガスをＦＯＵＰの内部に導入して、ＦＯＵＰの内部の雰囲気をＦＯＵＰの他の壁に設けられた排気路から排気することにより、ＦＯＵＰの内部の雰囲気を不活性ガスに置換するパージ方法を検討した。
【００１３】
しかしながら、ＦＯＵＰの内部の雰囲気は、給気路から導入された不活性ガスに押されて排気路に向かって流れるため、ＦＯＵＰの内部の不活性ガスの流れからはずれた箇所では雰囲気が置換されにくく、ＦＯＵＰの内部を不活性ガスで満たすためには長い時間を要するという問題が生じた。
【００１４】
本発明の目的は、半導体ウエハの収納治具であるＦＯＵＰの内部の雰囲気置換を短時間で行うことのできる技術を提供することにある。
【００１５】
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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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、次のとおりである。
【００１７】
本発明のＦＯＵＰのパージ方法は、半導体ウエハを収納するシェルの開口部の左右に外部からパージガスを供給することにより、シェルの内部にパージガスを導入し、シェルの内部の雰囲気をシェルの開口部の上下から排気するものである。
【００１８】
本発明のロードポートは、ＦＯＵＰのドアおよびＦＩＭＳドアを開けて、ＦＯＵＰのシェルに半導体ウエハを収納した後、ＦＩＳＭドアを閉じるとともにシェルを後退させて、ＦＩＭＳドアとシェルとの間に隙間を作り、ＦＩＭＳドアの左右斜め前方に設けられたガス導入管からシェルの内部へパージガスを供給する機能を有するものである。
【００１９】
本発明の半導体装置の製造方法は、ＦＯＵＰを用いて半導体ウエハを保管または搬送する際、半導体ウエハを収納するシェルの開口部の左右に外部からパージガスを供給することにより、シェルの内部にパージガスを導入し、シェルの内部の雰囲気をシェルの開口部の上下から排気してシェルの内部を雰囲気置換するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、ＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図である。
【００２２】
ＦＯＵＰ１は、半導体ウエハの保持部であるシェル２と開閉扉部であるドア３とで構成される。シェル２の上部には、ＦＯＵＰ１をロボットにより自動搬送する際に掴むトップフランジ４が設けられており、シェル２の側部には、マニュアルハンド５およびサイドレール６が備わっている。マニュアルハンド５は、例えばＦＯＵＰ１を手動により持ち上げる際に用いられ、サイドレール６は、例えばＦＯＵＰ１をロボットによりすくい上げる際に用いられる。また、シェル２の底部にはブリージングフィルタ（図示せず）が設けられている。
【００２３】
さらにドア３の外側には、ＦＯＵＰ１の位置を決めるためのレジストレーションピン穴７、およびロボットによってドア３を開けるためのラッチキー穴８が備わっている。
【００２４】
図２は、ＦＯＵＰのドアの内側構成の一例を示す斜視図である。
【００２５】
ドア３の内側には、密閉性を保つためのシール材（パッキン）９、リテーナ１０およびクランピング機構１１が備わっている。ゴム材からなるシール材９はＦＯＵＰ１の密閉性を保つために設けられている。またリテーナ１０はＦＯＵＰ１に収納された半導体ウエハを押さえるために設けられており、成形プラスチックから成る可撓性の歯から形成されている。
【００２６】
クランピング機構１１は、ドア３をシェル２に固定するために設けられており、ラッチキー穴８を介して動作する。すなわちドア３はシェル２に設けられたドアフランジの内側に係合され、ドア３の外周部から出たり引っ込んだりしてドアフランジの溝と係合するラッチを有している。
【００２７】
図３は、半導体ウエハとウエハティースとの位置関係の一例を示す正面概略図である。
【００２８】
ＦＯＵＰ１に収納された半導体ウエハ１２は、ウエハティース１３と呼ばれる梁に１枚づつ載せることができて、複数の半導体ウエハが、ウエハティース１３の間隔、例えば１０ｍｍ程度をあけて縦方向に配列されている。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態１であるＦＯＵＰのパージ方法について図４〜図１１を用いて説明する。図４は、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｈｏｉｓｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いたＦＯＵＰの自動搬送の概略図、図５は、半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を説明する模式図、図６は、半導体製造装置のロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図、図７は、ガス導入管の側面概略図、図８は、半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図、図９は、半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図、図１０は、パージガスの流れを示す模式図、図１１は、半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図である。
【００３０】
なお、図８、９、１１に示す半導体製造装置では、ＦＦＵ（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ）１４を備えたミニエンバイロメント（Ｍｉｎｉ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）１５、ロード・ロック（Ｌｏａｄ／Ｌｏｃｋ）１６およびロードポート１７を示しており、処理室、排気系等は省略する。ＦＦＵ１４とは、ＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）フィルタなどと小型送風機とを一体化した空気清浄装置、ミニエンバイロメント１５とは、半導体製品を汚染源から隔離するための囲いでとりかこまれた局所的清浄環境を言う。また筐体面１８によってミニエンバイロメント１５は外部から分離されており、ミニエンバイロメント１５の内部の清浄度は、例えばＣｌａｓｓ１、外部の清浄度は、例えばＣｌａｓｓ１０００である。
【００３１】
まず、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が作り込まれる所定枚数の半導体ウエハ１２が収納されたＦＯＵＰ１は、例えば製造工程内に設置されたストッカから半導体製造装置へと運ばれる。さらに半導体ウエハ１２は、ＦＯＵＰ１の内部に入れられて半導体製造装置の間を移動する。しかし、３００ｍｍ径の半導体ウエハ１２を収納したＦＯＵＰ１は８ｋｇ以上の重量があるため、人手による搬送は安全上難しい。
【００３２】
そこで、例えば図４に示すＯＨＴ１９などを用いたＦＯＵＰ１の自動搬送が行われる。ＯＨＴ１９では、ＯＨＴ１９に備わるホイスト（Ｈｏｉｓｔ）機構２０を用いて半導体製造装置２１のロードポート１７上にＦＯＵＰ１が降ろされる。
【００３３】
ロードポート１７には、図５（ａ）に示すように、複数（例えば３つ）のキネマティックピン２２が形成されている。一方、ＦＯＵＰ１のシェル２の底部には、一対の斜面を有し、キネマティックピン２２と係合するＶ字型の溝（以下、Ｖ溝と記す）２３が複数（例えば３つ）形成されている。同図（ｂ）に示すように、Ｖ溝２３にキネマティックピン２２を収めることにより、ＦＯＵＰ１の位置を固定することができる。ロードポート１７上にＦＯＵＰ１の位置を固定した後、ホイスト機構２０が外れてＦＯＵＰ１がロードポート１７上の移載場所に残される。
【００３４】
次に、図６（（ａ）は、装置構成の断面図、（ｂ）は、装置構成の上面図）に示すように、ＦＯＵＰ１を前進させる。ロードポート１７は、半導体製造装置２１側にＦＩＭＳ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ドア２４と、このＦＩＭＳドア２４の周囲に設けられたシール材（図示せず）とで構成されるＦＩＭＳ面を持っており、ＦＯＵＰ１を前進させることによって、ＦＯＵＰ１のドア３とＦＩＭＳドア２４とを合わせることができる。次いでラッチキー２５をドア３に設けられたラッチキー穴８に挿入し、回転させることにより、ドア３に備わるクランピング機構１１が外れて、ドア３がＦＩＭＳドア２４に固定される。
【００３５】
さらに、ＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方のロードポート１７上には、壁２６が設置されており、壁２６にはパージガスを供給するガス導入管２７が備え付けられている。この壁２６は、後に説明するように、ＦＩＭＳドア２４と後退させたシェル２との間の左右に位置する。また壁２６は、ＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方と上方に設けて、ＦＩＭＳドア２４と後退させたシェル２との間の左右と上部とを囲む構造としてもよい。
【００３６】
ガス導入管２７には、例えば図７（ａ）に示す複数個の導入ノズル２８、または図７（ｂ）に示す１つの切り欠き孔２９が、ＦＯＵＰ１のシェル２の開口部に向かって設けられており、導入ノズル２８または切り欠き孔２９からパージガスが供給される。なお、ガス導入管２７は、ロードポート１７上のＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方ではなく、左斜め前方または右斜め前方のどちらか一方に設けてもよい。また壁２６を設置せずに、ガス導入管２７のみを設けることもできる。
【００３７】
次に、図８に示すように、ロードポートドア開閉機構３０を駆動させて、ドア３をシェル２から取り外し、半導体製造装置２１の下部へ移動させる。ドア３が外れた状態で、半導体製造装置２１に備わるウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ１２はシェル２の開口部から取り出され、半導体製造装置２１の処理室へ運ばれて、所定の製造処理が半導体ウエハ１２に施される。製造処理の終了後、ウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ１２は再びシェル２へ戻される。
【００３８】
次に、図９に示すように、シェル２に収納されている所定枚数の半導体ウエハ１２に製造処理を施した後、ＦＩＭＳドア２４を閉位置に戻すとともに、シェル２を、例えば２〜３ｃｍ程度後退させてパージ場所に移動させる。その後、ロードポート１７上のＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方に位置するガス導入管２７からパージガスを流して、シェル２の開口部の左右にパージガスを導入し、シェル２の内部の雰囲気をパージガスに置換する。パージガスは不活性ガスであり、例えば窒素ガスまたはドライエアを例示することができる。また窒素ガスを用いた場合のガス流量は、例えば数十リットル／ｍｉｎを例示することができる。
【００３９】
図１０に示すように、ガス導入管２７から流れたパージガス（図中、一点破線で示す）３２は、シェル２の開口部の左右方向から導入されて、シェル２の開口部から奥へ向かってシェル２の内部の左側および右側を流れる。さらにパージガス３２の流れによってシェル２の内部の雰囲気は押し出され、シェル２の中央部を通り、シェル２の開口部の上下から排出される。半導体ウエハ１２は、パージガス３２の流れに対して平行に配置されているので、パージガス３２の流れを遮ることはなく、パージガス３２は半導体ウエハ１２の間をスムーズに流れる。このようなパージガス３２の流れによって、シェル２の内部の隅々まで雰囲気を置換することができる。
【００４０】
パージガス３２は、シェル２の開口部の左方向のみ、右方向のみまたは周囲から導入することもできる。パージガス３２をシェル２の開口部の左方向から導入した場合は、パージガス３２が、シェル２の内部の左側を流れてシェル２の奥に達してシェル２の内部の雰囲気を押し出すことにより、シェル２の開口部の右および上下からシェル２の内部の雰囲気が排出される。またパージガス３２をシェル２の開口部の周囲から導入した場合は、パージガス３２が、シェル２の内部の周囲を流れてシェル２の奥に達してシェル２の内部の雰囲気を押し出すことにより、シェル２の開口部のほぼ真ん中からシェル２の内部の雰囲気が排出される。
【００４１】
次に、図１１に示すように、ＦＯＵＰ１を前進させた後、ドア３をシェル２と係合させる。さらにラッチキー２５を回転させてクランピング機構１１によりドア３をシェル２に固定させる。
【００４２】
次に、ＦＯＵＰ１を後退させて、移載場所に移動させる。搬送の要求により空のＯＨＴ１９がロードポート１７上に停止し、ホイスト機構２０によりロボットハンドがトップフランジ４を掴み、ＦＯＵＰ１を引き上げる。その後、ＦＯＵＰ１は、ＯＨＴ１９によりストッカに搬送されて、そこで一時保管される、または次の製造工程の半導体製造装置へ運ばれる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）デバイスの製造方法の一例を図１２〜図１５に示す半導体基板の要部断面図を用いて説明する。なお、ここでは、ＣＭＯＳデバイスのゲート絶縁膜の形成前に行われる洗浄工程を例に挙げて、本発明のＦＯＵＰのパージ方法を説明する。
【００４４】
まず、図１２に示すように、例えばｐ型のシリコン単結晶からなる半導体基板５１を用意する。半導体基板５１は、例えば３００ｍｍ径の円形の薄い板状に加工された半導体ウエハである。次に、素子分離領域の半導体基板５１に素子分離溝を形成した後、半導体基板５１上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で堆積したシリコン酸化膜をエッチバックまたはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法で研磨して、素子分離溝の内部にシリコン酸化膜を残すことにより素子分離部５２を形成する。
【００４５】
次に、レジストパターンをマスクとして半導体基板５１に不純物をイオン注入し、ｐウェル５３およびｎウェル５４を形成する。ｐウェル５３にはｐ型の導電型を示す不純物、例えばボロンをイオン注入し、ｎウェル５４にはｎ型の導電型を示す不純物、例えばリンをイオン注入する。この後、各ウェル領域にＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のしきい値を制御するための不純物をイオン注入してもよい。
【００４６】
次に、前洗浄装置を用いて、半導体基板１の表面をフッ酸系の水溶液で洗浄する。この前洗浄装置において、前記図６〜図１１を用いて説明したＦＯＵＰの内部のガスパージを行う。
【００４７】
すなわち、前洗浄装置のロードポート１７上に半導体ウエハ（半導体基板５１）１２が搭載されたＦＯＵＰ１を移載した後、ＦＯＵＰ１のドア３を前洗浄装置側のＦＩＭＳドア２４に固定する。次いでドア３を外した状態で、前洗浄装置に備わるウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ（半導体基板５１）１２をＦＯＵＰ１のシェル２の開口部から取り出し、前洗浄装置の処理室へ運び、そして洗浄処理が半導体ウエハ（半導体基板５１）１２に施される。洗浄処理の終了後、ウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ（半導体基板５１）１２は再びシェル２へ戻される。
【００４８】
次に、シェル２に収納されている所定枚数の半導体ウエハ（半導体基板５１）１２に前処理を施した後、ＦＩＭＳドア２４を閉位置に戻すとともに、シェル２を後退させてパージ場所に移動させる。次いでロードポート１７上のＦＩＭＳドア２４の左右斜め前方に位置するガス導入管２６からパージガスを流して、シェル２の開口部の左右にパージガスを供給し、シェル２の内部の雰囲気をパージガスに置換する。次に、シェル２を前進させた後、ドア３をシェル２と係合させ、さらにドア３をシェル２に固定させる。次いでＦＯＵＰ１を後退させて、移載場所に移動させる。その後、半導体ウエハ（半導体基板５１）１２が収納されたＦＯＵＰ１は、例えば保管庫または次の工程で用いられる熱酸化装置へと運ばれる。
【００４９】
次に、図１３に示すように、ゲート絶縁膜５５となる厚さ２ｎｍ程度のシリコン酸化膜を半導体基板５１の表面に形成する。前記洗浄工程で、洗浄後の半導体基板５１が収納されたＦＯＵＰ１の内部を不活性ガスで置換し、ＦＯＵＰ１の内部の水分、酸素濃度などを低く抑えられたことから、半導体基板５１の表面の自然酸化膜の形成を抑えることができる。従って、半導体基板５１の表面に２ｎｍ程度の相対的に薄い絶縁膜を形成しても、膜厚のバラツキ等を抑えることができるので、特性ばらつき、ゲート耐圧不良が抑えられて、製品歩留まりを向上することができる。
【００５０】
次に、図１４に示すように、ゲート電極となるシリコン多結晶膜およびキャップ絶縁膜となるシリコン酸化膜を順次堆積して積層膜を形成した後、レジストパターンをマスクとして上記積層膜をエッチングし、ゲート電極５６およびキャップ絶縁膜５７を形成する。
【００５１】
次に、ｐウェル５３にｎ型の導電性を示す不純物、例えばヒ素をイオン注入し、ｐウェル５３上のゲート電極５６の両側にｎ型拡張領域５８ａを形成する。ｎ型拡張領域５８ａは、ゲート電極５６に対して自己整合的に形成される。同様に、ｎウェル５４にｐ型の導電性を示す不純物、例えばフッ化ボロンをイオン注入し、ｎウェル５４上のゲート電極５６の両側にｐ型拡張領域５９ａを形成する。ｐ型拡張領域５９ａは、ゲート電極５６に対して自己整合的に形成される。
【００５２】
その後、半導体基板５１上にＣＶＤ法でシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化膜を異方性エッチングすることにより、ゲート電極５６の側壁にスペーサ６０を形成する。
【００５３】
次に、ｐウェル５３にｎ型の導電性を示す不純物、例えばヒ素をイオン注入し、ｐウェル５３上のゲート電極５６の両側にｎ型拡散領域５８ｂを形成する。ｎ型拡散領域５８ｂは、ゲート電極５６およびスペーサ６０に対して自己整合的に形成され、ｎ型拡張領域５８ａおよびｎ型拡散領域５８ｂからなるｎ型半導体領域５８は、ｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎのソース・ドレインとして機能する。
【００５４】
同様に、ｎウェル５４にｐ型の導電性を示す不純物、例えばフッ化ボロンをイオン注入し、ｎウェル５４上のゲート電極５６の両側にｐ型拡散領域５９ｂを形成する。ｐ型拡散領域５９ｂは、ゲート電極５６およびスペーサ６０に対して自己整合的に形成され、ｐ型拡張領域５９ａおよびｐ型拡散領域５９ｂからなるｐ型半導体領域５９は、ｐチャネルＭＩＳＦＥＴＱｐのソース・ドレインとして機能する。その後、半導体基板５１にイオン打ち込みされた不純物の活性化のための熱処理を半導体基板５１に施す。
【００５５】
次に、半導体基板５１上に１０〜２０ｎｍ程度の厚さのコバルト膜を、例えばスパッタ法により堆積する。続いて半導体基板５１に熱処理を施してｎチャネルＭＩＳＦＥＴＱｎのソース、ドレインを構成するｎ型半導体領域５８およびｐチャネルＭＩＳＦＥＴＱｐのソース、ドレインを構成するｐ型半導体領域５９の表面に、選択的に３０ｎｍ程度の厚さのシリサイド層６１を形成する。次いで、未反応のコバルト膜を除去し、次いでシリサイド層６１の低抵抗化のための熱処理を半導体基板５１に施す。
【００５６】
次に、図１５に示すように、半導体基板５１上にシリコン酸化膜６２を形成した後、このシリコン酸化膜６２を、例えばＣＭＰ法で研磨することにより、その表面を平坦化する。続いてレジストパターンをマスクとしたエッチングによってシリコン酸化膜６２に接続孔６３を形成する。この接続孔６３はｎ型半導体領域５８またはｐ型半導体領域５９上などの必要部分に形成する。
【００５７】
続いて、接続孔６３の内部を含む半導体基板５１の全面にチタン窒化膜を、例えばＣＶＤ法で形成し、さらに接続孔６３を埋め込むタングステン膜を、例えばＣＶＤ法で形成した後、接続孔６３以外の領域のチタン窒化膜およびタングステンをＣＭＰ法により除去して、接続孔６３の内部にタングステン膜を主導体層とするプラグ６４を形成する。
【００５８】
次に、半導体基板５１上に、例えばタングステン膜を形成した後、レジストパターンをマスクとしたエッチングによってタングステン膜を加工し、第１配線層の配線６５を形成する。タングステン膜は、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法により形成できる。
【００５９】
次に、配線６５を覆う絶縁膜、例えばシリコン酸化膜を形成した後、その絶縁膜を、例えばＣＭＰ法で研磨することにより、表面が平坦化された層間絶縁膜６６を形成する。次いで、レジストパターンをマスクとしたエッチングによって層間絶縁膜６６の所定の領域に接続孔６７を形成する。
【００６０】
続いて、接続孔６７の内部を含む半導体基板５１の全面にバリアメタル層を形成し、さらに接続孔６７を埋め込む銅膜を形成する。バリアメタル層は、例えばチタン窒化膜、タンタル膜またはタンタル窒化膜などであり、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法で形成する。銅膜は主導体層として機能し、例えばメッキ法で形成できる。メッキ法による銅膜の形成前に、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法によりシード層として薄い銅膜を形成できる。その後、接続孔６７以外の領域の銅膜およびバリアメタル層をＣＭＰ法により除去して、接続孔６７の内部にプラグ６８を形成する。
【００６１】
次に、半導体基板５１上にストッパ絶縁膜６９を形成し、さらに配線形成用の絶縁膜７０を形成する。ストッパ絶縁膜６９は、例えばシリコン窒化膜とし、絶縁膜７０は、例えばシリコン酸化膜とする。レジストパターンをマスクとしたエッチングによってストッパ絶縁膜６９および絶縁膜７０の所定の領域に配線溝７１を形成する。
【００６２】
続いて、配線溝７１の内部を含む半導体基板５１の全面にバリアメタル層を形成し、さらに配線溝７１を埋め込む銅膜を形成する。その後、配線溝７１以外の領域の銅膜およびバリアメタル層をＣＭＰ法により除去して、配線溝７１の内部に銅膜を主導体層とする第２配線層の配線７２を形成する。さらに上層の配線を形成することにより、ＣＭＯＳデバイスが略完成するが、その図示および説明は省略する。
【００６３】
なお、本実施の形態１では、ＣＭＯＳデバイスのゲート絶縁膜を形成する前に行われる前洗浄工程に本発明のＦＯＵＰのパージ方法を適用した場合について説明したが、いかなる製造工程にも適用できることは言うまでもない。
【００６４】
このように、本実施の形態１によれば、シェル２の開口部の左右に外部からパージガスを導入して、シェル２の内部の雰囲気をシェル２の開口部の上下から排出する、またはシェル２の内部に周囲からパージガスを導入してシェル２の開口部のほぼ真ん中から雰囲気を排出することにより、シェル２の内部のパージガスの流れがよくなり、シェル２の内部を隅々まで置換することができるので、シェル２の内部の雰囲気置換を短時間で行うことができる。
【００６５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２であるＦＯＵＰのパージ方法について図１６に示す半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図を用いて説明する。
【００６６】
前記実施の形態１と同様に、半導体製造装置３３には、ＦＦＵ１４を備えたミニエンバイロメント１５、ロード・ロック１６およびロードポート１７が備わっており、筐体面１８によって外部から分離されたミニエンバイロメント１５の内部の清浄度は、例えばＣｌａｓｓ１、外部の清浄度は、例えばＣｌａｓｓ１０００である。さらに、ＦＩＭＳドア２４の上方にパージガスが供給できるガス導入管３４が設けられている。
【００６７】
前記実施の形態１で説明したと同様に、所定枚数の半導体ウエハ１２が収納されたＦＯＵＰ１は、半導体製造装置３３のロードポート１７上に移載され、その後、ＦＯＵＰ１を前進させて、ＦＯＵＰ１のドア３と半導体製造装置３３側のＦＩＭＳドア２４とを合わせ、ドア３をＦＩＭＳドア２４に固定する。ドア３をＦＯＵＰ１のシェル２から取り外した状態で、半導体製造装置３３に備わるウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ１２はシェル２の開口部から取り出され、半導体製造装置３３の処理室へ運ばれて、所定の製造処理が半導体ウエハ１２に施される。製造処理の終了後、ウエハ搬送ロボット３１によって半導体ウエハ１２は再びシェル２へ戻される。
【００６８】
しかし、本実施の形態２では、図１６に示すように、ＦＩＭＳドア２４の上方にガス導入管３４が設けられている。このガス導入管３４からパージガスを下方に向かって供給し、シェル２の開口部の上方からシェル２の内部にパージガスを導入することによって、シェル２の内部の雰囲気を置換する。このパージガスは、ＦＯＵＰ１のドア３がシェル２から取り外されている間、常に供給してもよく、または所定の時間のみ供給してもよい。
【００６９】
なお、ＦＩＭＳドア２４の上方に設けられたガス導入管３４を前記実施の形態１に記載した半導体製造装置２１に設けてもよい。これにより、シェル２の内部の雰囲気置換をより短時間に行うことができる。
【００７０】
このように、本実施の形態２によれば、半導体ウエハ１２を半導体製造装置３３で処理している間に、ＦＩＭＳドア２４の上方に設けられたガス導入管３４からシェル２の内部にパージガスを供給することにより、シェル２の内部の雰囲気を置換することができるので、ガスパージに要する時間を省くことができる。
【００７１】
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に基づき具体的に説明したが、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変更可能であることは言うまでもない。
【００７２】
例えば、前記実施の形態では、自動搬送としてＯＨＴを例示したが、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＲＧＶ（Ｒａｉｌ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などを用いてもよく、あるいはＰＧＶ（Ｐｅｒｓｏｎ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの手動搬送を用いてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
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。
【００７４】
半導体ウエハの収納治具であるＦＯＵＰの内部のガスの流れがよくなり、ＦＯＵＰの内部を隅々まで置換することができるので、ＦＯＵＰの内部の雰囲気置換を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１であるＦＯＵＰのドアの内側構成の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１である半導体ウエハとウエハティースとの位置関係の一例を示す正面概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１であるＯＨＴを用いたＦＯＵＰの自動搬送の概略図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態１である半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１である半導体製造装置のロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図であり、（ａ）は装置構成の断面図、（ｂ）は装置構成の上面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態１であるガス導入管の側面概略図である。
【図８】本発明の実施の形態１である半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１である半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１であるパージガスの流れを示す模式図である
【図１１】本発明の実施の形態１である半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１であるＣＭＯＳデバイスの製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２である半導体製造装置およびロードポート上に載置されたＦＯＵＰを示す装置構成図である。
【符号の説明】
１  ＦＯＵＰ
２  シェル
３  ドア
４  トップフランジ
５  マニュアルハンド
６  サイドレール
７  レジストレーションピン穴
８  ラッチキー穴
９  シール材
１０  リテーナ
１１  クランピング機構
１２  半導体ウエハ
１３  ウエハティース
１４  ＦＦＵ
１５  ミニエンバイロメント
１６  ロード・ロック
１７  ロードポート
１８  筐体面
１９  ＯＨＴ
２０  ホイスト機構
２１  半導体製造装置
２２  キネマティックピン
２３  溝
２４  ＦＩＭＳドア
２５  ラッチキー
２６  壁
２７  ガス導入管
２８  導入ノズル
２９  切り欠き穴
３０  ロードポートドア開閉機構
３１  ウエハ搬送用ロボット
３２  パージガス
３３  半導体製造装置
３４  ガス導入管
５１  半導体ウエハ
５２  素子分離部
５３  ｐウェル
５４  ｎウェル
５５  ゲート絶縁膜
５６  ゲート電極
５７  キャップ絶縁膜
５８  ｎ型半導体領域
５８ａ  ｎ型拡張領域
５８ｂ  ｎ型拡散領域
５９  ｐ型半導体領域
５９ａ  ｐ型拡張領域
５９ｂ  ｐ型拡散領域
６０  スペーサ
６１  シリサイド層
６２  シリコン酸化膜
６３  接続孔
６４  プラグ
６５  配線
６６  層間絶縁膜
６７  接続孔
６８  プラグ
６９  ストッパ絶縁膜
７０  絶縁膜
７１  配線溝
７２  配線
Ｑｎ  ｎチャネルＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ  ｐチャネルＭＩＳＦＥＴ
【図１】
2004235516.tif 000003
【図２】
2004235516.tif 000004
【図３】
2004235516.tif 000005
【図４】
2004235516.tif 000006
【図５】
2004235516.tif 000007
【図６】
2004235516.tif 000008
【図７】
2004235516.tif 000009
【図８】
2004235516.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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