(57)【要約】【課題】  ミニエンバイロンメントを作り出すためのＦＦＵにおけるファンの消費電力を低減する。【解決手段】  搬送システムおよび半導体製造装置などの動作の制御を行うホストコンピュータが所定のＦＯＵＰを所定の半導体製造装置へ搬送する指示を出した時にその半導体製造装置が有するＦＦＵに含まれる送風機の出力を上昇させ、ＦＯＵＰの半導体製造装置への搬送も開始する。その後、その半導体製造装置によるＦＯＵＰに収納されているウエハへの処理が完了するまでその送風機の出力が上昇した状態を保ち、ホストコンピュータがそのＦＯＵＰを次工程の半導体製造装置またはストッカへ搬送する指示を出した時に送風機の出力を低下させ、ＦＯＵＰそのものの搬送も開始する。【選択図】  図１０
2005057078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体製造装置と、密封容器に半導体ウエハを収納して前記半導体ウエハを前記半導体製造装置へ搬送する搬送システムと、前記半導体製造装置および前記搬送システムの稼動の制御を行う第１の制御機構とを使って前記半導体ウエハに半導体素子および回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体製造装置は、前記密封容器からの前記半導体ウエハの取り出しおよび前記密封容器への前記半導体ウエハの収納を行う第１の空間と、前記第１の空間への送風を行う送風機構と、前記半導体製造装置の状態を示す信号を発信する第２の制御機構とを有し、
（ａ）前記第１の制御機構より複数の前記半導体製造装置のうちの選択された１台へ前記半導体ウエハが収納された前記密封容器を搬送する第１の指示を発信する工程、
（ｂ）前記第１の指示の発信に合わせて前記第２の制御機構より第１の信号を発信し、前記送風機構の出力を第１の出力から前記第１の出力より大きい第２の出力へ上昇させ、前記第２の制御機構より第２の信号が発信されるまで前記第２の出力を保つ工程、
（ｃ）前記第１の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置への搬送を開始する工程、
（ｄ）前記半導体製造装置に搬送された前記密封容器から前記半導体ウエハを前記半導体製造装置内へ取り出し、前記半導体製造装置によって前記半導体ウエハに対して第１の処理を施し、前記第１の処理後に前記半導体ウエハを前記密封容器へ戻す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１の制御機構より前記密封容器を前記半導体製造装置から搬送する第２の指示を発信する工程、
（ｆ）前記第２の指示の発信に合わせて前記第２の制御機構より前記第２の信号を発信し、前記送風機構の出力を前記第２の出力から前記第１の出力へ低下させる工程、
（ｇ）前記第２の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置からの搬送を開始する工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記送風機構は、前記第２の制御機構から発信された前記第１の信号または前記第２の信号を受信し、前記第１の信号または前記第２の信号に合わせて前記送風機構の出力を前記第１の出力または前記第２の出力に切り替える第３の制御機構を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記送風機構は、前記半導体製造装置内への化学的汚染物質の入り込みを防ぐフィルタを有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
複数の半導体製造装置と、密封容器に半導体ウエハを収納して前記半導体ウエハを前記半導体製造装置へ搬送する搬送システムと、前記半導体製造装置および前記搬送システムの稼動の制御を行う第１の制御機構とを使って前記半導体ウエハに半導体素子および回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体製造装置は、搬送されてきた前記密封容器を受け取る受け取り手段と、前記受け取り手段に前記密封容器が配置されていることを検出する在荷検出手段と、前記密封容器からの前記半導体ウエハの取り出しおよび前記密封容器への前記半導体ウエハの収納を行う第１の空間と、前記第１の空間への送風を行う送風機構と、前記半導体製造装置の状態を示す信号を発信する第２の制御機構とを有し、
（ａ）前記第１の制御機構より複数の前記半導体製造装置のうちの選択された１台へ前記半導体ウエハが収納された前記密封容器を搬送する第１の指示を発信する工程、
（ｂ）前記第１の指示の発信に合わせて前記密封容器を前記半導体製造装置へ搬送し、前記密封容器を前記受け取り手段に配置し、前記在荷検出手段より前記受け取り手段に前記密封容器が配置されていることを示す第３の信号を発信する工程、
（ｃ）前記第３の信号に合わせて前記第２の制御機構より第１の信号を発信し、前記送風機構の出力を第１の出力から前記第１の出力より大きい第２の出力へ上昇させ、前記第２の制御機構より第２の信号が発信されるまで前記第２の出力を保つ工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程において前記送風機構の前記出力が前記第２の出力となり、前記第１の空間内の気流が安定する第１の時間が経過した後、前記半導体製造装置に搬送された前記密封容器から前記半導体ウエハを前記半導体製造装置内へ取り出し、前記半導体製造装置によって前記半導体ウエハに対して第１の処理を施し、前記第１の処理後に前記半導体ウエハを前記密封容器へ戻す工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１の制御機構より前記密封容器を前記半導体製造装置から搬送する第２の指示を発信する工程、
（ｆ）前記第２の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置からの搬送を開始し、前記在荷検出手段より前記第３の信号の発信を停止する工程、
（ｇ）前記第３の信号の発信の停止に合わせて前記第２の制御機構より前記第２の信号を発信し、前記送風機構の出力を前記第２の出力から前記第１の出力へ低下させる工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記送風機構は、前記第２の制御機構から発信された前記第１の信号または前記第２の信号を受信し、前記第１の信号または前記第２の信号に合わせて前記送風機構の出力を前記第１の出力または前記第２の出力に切り替える第３の制御機構を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記送風機構は、前記半導体製造装置内への化学的汚染物質の入り込みを防ぐフィルタを有してい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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、閉空間にて半導体ウエハに対して種々の処理を施すために用いられるミニエンバイロンメント（Mini Environment）に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ミニエンバイロンメント方式を用いる半導体ウエハの移送および製造工程において、ミニエンバイロンメントに設けられたファンを通常時は待機運転させ、ミニエンバイロンメント内のポッドから半導体ウエハを取り出した時のみファンを高速回転させることによって、高清浄度における消費電力を小さくし、ランニングコストを低減させる技術がある（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３１７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体製造ラインにおける半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の保管または搬送には、たとえば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 Opening Unified Pod）と呼ばれる密閉式ウエハ収納容器などが使用されている。ＦＯＵＰは、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形成され、密閉空間中に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ウエハを防御することができる。
【０００４】
上記ＦＯＵＰ等の密閉式ウエハ収納容器は、ドアが閉じた状態では外部の塵埃が内部へ侵入し、ウエハに付着してしまうことを防ぐことができる。その一方で、ウエハ処理装置でウエハに処理を施す際には、そのドアを開ける必要があることから、密閉式ウエハ収納容器の存在する閉空間を作り出し、その閉空間が清浄に保たれた局所的清浄環境、いわゆるミニエンバイロンメントが必要となる。このミニエンバイロンメントは、たとえば閉空間を形成する筐体の上部にＦＦＵ（Fan Filter Unit）を設置し、筐体外部の空気を濾過して筐体内部に送り込むことによって実現することができる。
【０００５】
上記ＦＦＵは、空気中の微小塵埃ばかりでなく、半導体生産ラインを形成する建材や半導体生産ライン内に設置されたコンピュータなどから発生する化学的汚染物質の除去も求められることから、ＦＦＵにおいては、酸除去用、アルカリ除去用および有機物除去用などの各種用途のケミカルフィルタも用いられている。
【０００６】
本発明者は、上記ＦＦＵについて検討している。その中で、本発明者は、以下のような課題を見出した。
【０００７】
すなわち、ＦＦＵにおけるケミカルフィルタは、寿命を確保するために十分な厚さで形成されている。そのため、空気がケミカルフィルタを通過する際に、通過に伴う圧力損失が生じてしまう。また、ＦＦＵ以外の箇所からミニエンバイロンメント内へ外気が浸入してしまうことを防ぐために、ミニエンバイロンメント内は、ミニエンバイロンメント外に比べて陽圧で保持する必要がある。従って、ケミカルフィルタを使用する場合には、ＦＦＵにおけるファンの容量を上げ、ミニエンバイロンメント内を所望の圧力に保持するのに十分な風量を確保する必要がある。
【０００８】
しかしながら、ファンの容量を上げることによって、ファンの消費電力が増大してしまうという課題が存在する。ここで、上記特許文献１に記載された技術においては、省エネルギーの観点からＦＦＵの出力を制御する技術が開示されている。すなわち、密閉式ウエハ収納容器であるポッドのドアの開閉を検知するセンサーを設け、開信号でファンの出力を増し、閉信号でファンの出力を絞るものである。ところが、ミニエンバイロンメント内における気流および外気の巻き込みは、ファン出力が変わった後もある程度の時間が経過しないと安定せず、ミニエンバイロンメント内の浮遊塵埃も減少しない。そのため、ポッドのドアが開いたことを検知して急にファン出力を増すことによって、ミニエンバイロンメント内の浮遊塵埃が増加してしまうので、ポッドのドアが開いた際およびミニエンバイロンメント内におけるウエハの搬送時に、その浮遊塵埃が異物としてウエハに付着してしまう課題が存在する。
【０００９】
本発明の目的は、ミニエンバイロンメントを作り出すためのＦＦＵにおけるファンの消費電力を低減できる技術を提供することにある。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
すなわち、本発明は、複数の半導体製造装置と、密封容器に半導体ウエハを収納して前記半導体ウエハを前記半導体製造装置へ搬送する搬送システムと、前記半導体製造装置および前記搬送システムの稼動の制御を行う第１の制御機構とを使って前記半導体ウエハに半導体素子および回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体製造装置は、前記密封容器からの前記半導体ウエハの取り出しおよび前記密封容器への前記半導体ウエハの収納を行う第１の空間と、前記第１の空間への送風を行う送風機構と、前記半導体製造装置の状態を示す信号を発信する第２の制御機構とを有し、
（ａ）前記第１の制御機構より複数の前記半導体製造装置のうちの選択された１台へ前記半導体ウエハが収納された前記密封容器を搬送する第１の指示を発信する工程と、
（ｂ）前記第１の指示の発信に合わせて前記第２の制御機構より第１の信号を発信し、前記送風機構の出力を第１の出力から前記第１の出力より大きい第２の出力へ上昇させ、前記第２の制御機構より第２の信号が発信されるまで前記第２の出力を保つ工程と、
（ｃ）前記第１の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置への搬送を開始する工程と、
（ｄ）前記半導体製造装置に搬送された前記密封容器から前記半導体ウエハを前記半導体製造装置内へ取り出し、前記半導体製造装置によって前記半導体ウエハに対して第１の処理を施し、前記第１の処理後に前記半導体ウエハを前記密封容器へ戻す工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１の制御機構より前記密封容器を前記半導体製造装置から搬送する第２の指示を発信する工程と、
（ｆ）前記第２の指示の発信に合わせて前記第２の制御機構より前記第２の信号を発信し、前記送風機構の出力を前記第２の出力から前記第１の出力へ低下させる工程と、
（ｇ）前記第２の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置からの搬送を開始する工程とを含む。
【００１３】
また、本発明は、複数の半導体製造装置と、密封容器に半導体ウエハを収納して前記半導体ウエハを前記半導体製造装置へ搬送する搬送システムと、前記半導体製造装置および前記搬送システムの稼動の制御を行う第１の制御機構とを使って前記半導体ウエハに半導体素子および回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体製造装置は、搬送されてきた前記密封容器を受け取る受け取り手段と、前記受け取り手段に前記密封容器が配置されていることを検出する在荷検出手段と、前記密封容器からの前記半導体ウエハの取り出しおよび前記密封容器への前記半導体ウエハの収納を行う第１の空間と、前記第１の空間への送風を行う送風機構と、前記半導体製造装置の状態を示す信号を発信する第２の制御機構とを有し、
（ａ）前記第１の制御機構より複数の前記半導体製造装置のうちの選択された１台へ前記半導体ウエハが収納された前記密封容器を搬送する第１の指示を発信する工程と、
（ｂ）前記第１の指示の発信に合わせて前記密封容器を前記半導体製造装置へ搬送し、前記密封容器を前記受け取り手段に配置し、前記在荷検出手段より前記受け取り手段に前記密封容器が配置されていることを示す第３の信号を発信する工程と、
（ｃ）前記第３の信号に合わせて前記第２の制御機構より第１の信号を発信し、前記送風機構の出力を第１の出力から前記第１の出力より大きい第２の出力へ上昇させ、前記第２の制御機構より第２の信号が発信されるまで前記第２の出力を保つ工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程において前記送風機構の前記出力が前記第２の出力となり、前記第１の空間内の気流が安定する第１の時間が経過した後、前記半導体製造装置に搬送された前記密封容器から前記半導体ウエハを前記半導体製造装置内へ取り出し、前記半導体製造装置によって前記半導体ウエハに対して第１の処理を施し、前記第１の処理後に前記半導体ウエハを前記密封容器へ戻す工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後、前記第１の制御機構より前記密封容器を前記半導体製造装置から搬送する第２の指示を発信する工程と、
（ｆ）前記第２の指示の発信に合わせて前記密封容器の前記半導体製造装置からの搬送を開始し、前記在荷検出手段より前記第３の信号の発信を停止する工程と、
（ｇ）前記第３の信号の発信の停止に合わせて前記第２の制御機構より前記第２の信号を発信し、前記送風機構の出力を前記第２の出力から前記第１の出力へ低下させる工程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
すなわち、ミニエンバイロンメントを作り出すためのＦＦＵにおけるファンの消費電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図であり、図２は、そのＦＯＵＰが半導体製造装置のロードポート上に配置された状態を示す断面図であり、図３は、ＯＨＴ（Overhead Hoist Transfer）を用いたＦＯＵＰの自動搬送システムの概略図である。
【００１８】
ＦＯＵＰ（密封容器）１は、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とを有する。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、たとえば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、たとえば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（図示は省略）が設けられている。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。
【００１９】
半導体製造装置のロードポート１１は、半導体製造装置側にＦＩＭＳ（Standard Mechanical Interface）ドア１２と、このＦＩＭＳドア１２の周囲に設けられたシール材（図示は省略）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１２とを合わせることができる。次いでラッチキー１３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１４が外れて、ドア３がＦＩＭＳドア１２に固定される。
【００２０】
ＩＣ（Integrated Circuit）が作り込まれる所定枚数のウエハ１５が収納されたＦＯＵＰ１は、たとえば製造ライン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。さらにウエハ１５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。しかしながら、ウエハ１５の径が、たとえば３００ｍｍのような大口径である場合、ウエハ１５を収納したＦＯＵＰ１は８ｋｇ以上の重量となるため、人手による搬送は安全上難しい。
【００２１】
そこで、たとえば図３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１１上にＦＯＵＰ１が降ろされる。ロードポート１１には、図４に示すように（図２も参照）、複数（たとえば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（たとえば３つ）形成されている。図５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のロードポート１１上での位置を固定することができる。ロードポート１１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１１上の移載場所に残される。
【００２２】
図６は、ＦＯＵＰ１のドアの内側構成の一例を示す斜視図である。
【００２３】
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）２５、リテーナ２６およびクランピング機構２７が備わっている。ゴム材からなるシール材２５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２６はＦＯＵＰ１に収納されたウエハ１５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。クランピング機構２７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（図示は省略）の内側に係合するものであり、ドア３の外周部から出たり入ったりすることでドアフランジの溝と係合するラッチ（クランピング機構）を有している。
【００２４】
図７に示すように、ＦＯＵＰ１に収納されたウエハ１５は、ウエハティース２８と呼ばれる梁に１枚づつ載せることができて、複数のウエハ１が、ウエハティース２８の間隔、たとえば１０ｍｍ程度を空けて縦方向に配列されている。
【００２５】
図８および図９は、本実施の形態１の半導体製造装置２１の構造を示す説明図であり、図８は稼動中（ウエハ１５への処理を実行中）の半導体製造装置２１の構造を示し、図９はＦＯＵＰ１の搬送を待機中の半導体製造装置２１の構造を示している。
【００２６】
熱処理装置、イオン注入装置、エッチング装置、成膜装置、洗浄装置、フォトレジスト塗布装置および露光装置などの半導体製造装置２１は、前述のロードポート１１、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）３１を備えたミニエンバイロンメント（Mini Environment）３２、ロード・ロック（Load/Lock）室３３およびプロセスチャンバ３４などから形成されている。ＦＦＵ（送風機構）３１は、空気中の微小塵埃ばかりでなく、半導体生産ラインを形成する建材や半導体生産ライン内に設置されたコンピュータなどから発生する化学的汚染物質の除去も行うケミカルフィルタ３１Ａと送風機３１Ｂとを一体化した空気清浄装置である。ミニエンバイロンメント（第１の空間）３２は、半導体製品（ウエハ１５）を汚染源から隔離するための閉空間である局所的清浄環境を言う。また、筐体面３５によってミニエンバイロンメント３２は半導体製造装置２１の外部と分離されている。ウエハ１５は、密閉式ウエハ収納容器であるＦＯＵＰ１に収納されて搬送され、ＦＯＵＰ１のドア３が開けられるのはミニエンバイロンメント３２内であることから、本実施の形態１では、ミニエンバイロンメント３２の内部の清浄度クラスをクラス１とし、ミニエンバイロンメント３２（半導体製造装置２１）の外部の清浄度クラスをクラス１０００とすることを例示できる。ここで、清浄度クラスとは、１ｆｔ3（１ｆｔ＝３０．４８ｃｍ）の空気中に含まれる粒径０．１μｍ程度以上の塵埃の個数を指標として空間の清浄度を示したものであり、クラス１は１ｆｔ3の空気中に含まれる粒径０．１μｍ程度以上の塵埃が１個以下である清浄度を示し、クラス１０００は１ｆｔ3の空気中に含まれる粒径０．１μｍ程度以上の塵埃が１０００個以下である清浄度を示している。また、半導体製造装置２１には、半導体製造装置２１を形成する各部材の動作を制御するコントローラ（第２の制御機構）３６が設けられている。そのコントローラ３６からは、半導体製造装置２１の状態を示す信号がＦＦＵコントローラ（第３の制御機構）３１Ｃへ発信される。その半導体製造装置２１の状態を示す信号としては、半導体製造装置２１がウエハ１５に対しての処理を着工中であることを示す信号ＰＲＤ、半導体製造装置２１がウエハ１５を収納したＦＯＵＰ１の到着を待っていることを示す信号ＳＴＢＹ、半導体製造装置２１が生産計画に組み込まれていないことを示す信号ＮＳＴ、技術者が半導体製造装置２１の試験を行っていることを示す信号ＥＮＧ、半導体製造装置２１が定期メンテナンス中であることを示す信号ＳＤＴ、および半導体製造装置２１が故障中であることを示す信号ＵＤＴなどを例示することができる。また、ＦＦＵコントローラ３１Ｃは、これらの信号を受信し、各信号に合わせて送風機３１Ｂの風量（出力）の増減を行うものであり、図１０は、半導体製造装置２１における工程の進度と送風機３１Ｂの出力との関係を示したものである。
【００２７】
たとえば、図８に示すように、ＯＨＴ１９を含む搬送システムおよび半導体製造装置２１などの動作の制御を行うホストコンピュータ（第１の制御機構）が、所定のＦＯＵＰ１をストッカ（図示は省略）から所定の半導体製造装置２１へ搬送する指示（第１の指示）を出すと、コントローラ３６から発信される信号は信号ＳＴＢＹから信号（第１の信号）ＰＲＤに切り替わり、送風機３１Ｂの出力（風量）は、毎秒約０．１５ｍ（第１の出力）から毎秒約０．３５ｍ（第２の出力）へ上昇する。また、そのＦＯＵＰ１の半導体製造装置２１への搬送も開始される。本実施の形態１において、送風機３１Ｂの消費電力は、出力が毎秒約０．１５ｍの時に約４０Ｗであり、出力が毎秒約０．３５ｍの時に約１２５Ｗである。この時、ＦＯＵＰ１の搬送が開始され半導体製造装置２１へ到着するまでにたとえば１０秒程度の時間を要するものであり、この時間内に送風機３１Ｂの出力（風量）が上がっていることになるので、ＦＯＵＰ１が半導体製造装置２１へ到着した時点でのミニエンバイロンメント３２内の気流が安定し、ミニエンバイロンメント３２内の浮遊塵埃を減少することができる。また、ＦＯＵＰ１が半導体製造装置２１へ到着した時点でミニエンバイロンメント３２内の気流を安定させることができるので、ＦＯＵＰ１が半導体製造装置２１に到着した後にミニエンバイロンメント３２内の気流が安定するのを待つ必要がなくなる。それにより、本実施の形態１の半導体装置の工期を短縮することができる。
【００２８】
ＦＯＵＰ１がＯＨＴ１９（図３参照）によって半導体製造装置２１上に運ばれた後、ＦＯＵＰ１はホイスト機構２０によってロードポート１１上へ降ろされ、ＦＯＵＰ１のシェル２（図２参照）の底部に設けられたＶ溝２３（図２および図５参照）にロードポート１１上に設けられたキネマティックピン２２（図２および図５参照）が収まり、ロードポート１１上でのＦＯＵＰ１の位置が固定される。次いで、ホイスト機構２０が外れてＦＯＵＰ１がロードポート１１上に残されると、ロードポート１１上にＦＯＵＰ１が置かれたことを示す在荷信号がＯＮとなり、ＦＯＵＰ１はＦＩＭＳドア１２に向かって前進し、ＦＩＭＳドア１２に押し当てられることによってＦＩＭＳドア１２と接続する。続いて、ラッチキー１３（図２参照）を回転することによってクランピング機構１４が外れ、ＦＯＵＰ１のドア３がＦＩＭＳドア１２に固定される。続いて、ロードポートドア開閉機構３７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。この時、ミニエンバイロンメント３２内は、送風機３１Ｂからの送風によって陽圧に保たれているので、ＦＯＵＰ１と筐体面３５との隙間からミニエンバイロンメント３２内へ塵埃が入り込んでしまうことを防ぐことができる。続いて、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３８によってウエハ１５はシェル２の開口部から取り出され、ロード・ロック室３３へ運ばれる。続いて、ウエハ１５はプロセスチャンバ３４へ運ばれ、プロセスチャンバ３４内にて所定の処理が施される。たとえば半導体製造装置２１がエッチング装置である場合には、プロセスチャンバ３４内にてウエハ１５にはエッチング処理が施される。プロセスチャンバ３４内でのウエハ１５に対する処理が終了すると、ウエハ１５はロード・ロック室３３へ戻され、ロード・ロック室３３へ戻されたウエハ１５はウエハ搬送ロボット３８によってＦＯＵＰ１（シェル２）へ戻される。ＦＯＵＰ１に収納されているすべてのウエハ１５に対して処理が完了すると、ロードポートドア開閉機構３７を駆動させて、ドア３をシェル２の開口部へ移動する。続いて、ラッチキー１３を回転することによってクランピング機構１４を働かせ、ドア３をシェル２に固定する。続いて、ＦＯＵＰ１をＦＩＭＳドア１２から離れる方向へ後退させ、ロードポート１１上の移載場所に位置させる。次いで、図９に示すように、上記ホストコンピュータ（図示は省略）が、そのＦＯＵＰ１を次工程の半導体製造装置２１またはストッカへ搬送する指示（第２の指示）を出すと、コントローラ３６から発信される信号は信号ＰＲＤから信号（第２の信号）ＳＴＢＹに切り替わり、送風機３１Ｂの出力（風量）が毎秒約０．３５ｍから毎秒約０．１５ｍへ低下する（図１０参照）。また、その時、ホイスト機構２０のロボットハンドがトップフランジ４（図１および図２参照）を掴み、ＦＯＵＰ１を引き上げる。ホイスト機構２０によってＦＯＵＰ１が引き上げられると、ＯＨＴ１９によるそのＦＯＵＰ１のストッカまたは次工程の半導体製造装置２１への搬送が開始される。その後、ホストコンピュータから次のＦＯＵＰ１をその半導体製造装置２１へ搬送する指示が出され、コントローラ３６から発信される信号が信号ＳＴＢＹから信号ＰＲＤに切り替わるまで、送風機３１Ｂの出力は低下した状態（毎秒約０．１５ｍ）を保つ。本実施の形態１においては、このような送風機３１Ｂの出力調整をすべての半導体製造装置２１で行いつつ、ウエハ１５の素子形成面上に半導体素子および回路を形成していくものである。なお、信号ＰＲＤ、ＳＴＢＹ以外の半導体製造装置２１の状態を示す信号がコントローラ３６から発信されている時において、その信号が信号（第１の信号）ＥＮＧである時には送風機３１Ｂの出力を上昇した状態（毎秒約０．３５ｍ）とし、それ以外の信号（第２の信号）ＮＳＴ、ＳＤＴ、ＵＤＴである時には送風機３１Ｂの出力を低下した状態（毎秒約０．１５ｍ）とする。
【００２９】
上記のように、半導体製造装置２１の状態に合わせて、送風機３１Ｂの出力を上昇した状態（以降、通常運転と記す）と低下した状態（以降、省エネルギー運転と記す）とで切り替えることにより、送風機３１Ｂの消費電力量を低減することができる。ここで、図１１は、半導体製造ラインを１箇月間稼動させた時の送風機３１Ｂの消費電力量を示したものであり、送風機３１Ｂが合計で１０００台設けられている場合の例を示している。また、コントローラ３６から発信されている信号（半導体製造装置２１の状態）は、信号ＰＲＤ（通常運転）および信号ＳＴＢＹ（省エネルギー運転）のみとし、送風機３１Ｂの消費電力は、通常運転時で約１２５Ｗとし、省エネルギー運転時で約４０Ｗとして各数値を算出している。本発明者の実験によれば、半導体製造ラインにおいては、コントローラ３６から発信されている信号のうち信号ＳＴＢＹが占める割合は１０％〜４０％程度となり、本実施の形態１によれば、図１１に示すように、コントローラ３６から発信されている信号ＳＴＢＹの割合が増加するほど送風機３１Ｂの消費電力量を低減することができる。また、それに伴って送風機３１Ｂの電力コストも低減することができる。また、半導体製造装置２１の状態に合わせて送風機３１Ｂの出力を切り替えて運転するので、コントローラ３６から発信されている信号ＳＴＢＹの割合が増加するほど送風機３１Ｂから送風される総風量が減少する。それにより、ケミカルフィルタ３１Ａを通過するエアの量を低減することができるので、ケミカルフィルタ３１Ａの寿命（交換期間）を長くすることが可能となる。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態１の半導体装置であるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）デバイスの製造方法の一例を図１２〜図１４に示す半導体基板の要部断面図を用いて説明する。
【００３１】
まず、図１２に示すように、たとえばｐ型のシリコン単結晶からなる半導体基板（以下、単に基板と記す）４１（ウエハ１５）を用意する。基板４１は、たとえば３００ｍｍ径の円形の薄い板状に加工されたウエハである。次に、素子分離領域の基板４１に素子分離溝を形成した後、基板４１上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で堆積した酸化シリコン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酸化シリコン膜を残すことにより素子分離部４２を形成する。
【００３２】
次に、レジストパターンをマスクとして基板４１に不純物をイオン注入し、ｐ型ウェル４３およびｎ型ウェル４４を形成する。ｐ型ウェル４３にはｐ型の導電型を示す不純物、たとえばボロンをイオン注入し、ｎ型ウェル４４にはｎ型の導電型を示す不純物、たと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。
【００３３】
続いて、基板４１をフッ酸系の水溶液で洗浄した後、基板４１に熱処理を施すことによって、ゲート絶縁膜４５となる厚さ２ｎｍ程度の酸化シリコン膜を基板４１の表面に形成する。
【００３４】
次に、図１３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酸化シリコン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４６およびキャップ絶縁膜４７を形成する。
【００３５】
次に、ｐ型ウェル４３にｎ型の導電性を示す不純物、たとえばヒ素をイオン注入し、ｐ型ウェル４３上のゲート電極４６の両側にｎ型拡張領域４８Ａを形成する。ｎ型拡張領域４８Ａは、ゲート電極４６に対して自己整合的に形成される。同様に、ｎ型ウェル４４にｐ型の導電性を示す不純物、たとえばフッ化ボロンをイオン注入し、ｎ型ウェル４４上のゲート電極４６の両側にｐ型拡張領域４９Ａを形成する。ｐ型拡張領域４９Ａは、ゲート電極４６に対して自己整合的に形成される。
【００３６】
その後、基板４１上にＣＶＤ法で酸化シリコン膜を堆積した後、この酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより、ゲート電極４６の側壁にサイドウォールスペーサ５０を形成する。
【００３７】
次に、ｐ型ウェル４３にｎ型の導電性を示す不純物、たとえばヒ素をイオン注入し、ｐ型ウェル４３上のゲート電極４６の両側にｎ型拡散領域４８Ｂを形成する。ｎ型拡散領域４８Ｂは、ゲート電極４６およびサイドイウォールスペーサ５０に対して自己整合的に形成され、ｎ型拡張領域４８Ａおよびｎ型拡散領域４８Ｂからなるｎ型半導体領域４８は、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのソース・ドレインとして機能する。
【００３８】
同様に、ｎ型ウェル４４にｐ型の導電性を示す不純物、たとえばフッ化ボロンをイオン注入し、ｎ型ウェル４４上のゲート電極４６の両側にｐ型拡散領域４９Ｂを形成する。ｐ型拡散領域４９Ｂは、ゲート電極４６およびサイドイウォールスペーサ５０に対して自己整合的に形成され、ｐ型拡張領域４９Ａおよびｐ型拡散領域４９Ｂからなるｐ型半導体領域４９は、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのソース・ドレインとして機能する。その後、基板４１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基板４１に施す。
【００３９】
次に、基板４１上に１０〜２０ｎｍ程度の膜厚のコバルト膜を、たとえばスパッタリング法により堆積する。続いて、基板４１に熱処理を施してｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのソース、ドレインを形成するｎ型半導体領域４８およびｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのソース、ドレインを形成するｐ型半導体領域４９の表面に、選択的に３０ｎｍ程度の厚さのシリサイド層５１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５１の低抵抗化のための熱処理を基板４１に施す。
【００４０】
次に、図１４に示すように、基板４１上に酸化シリコン膜５２を堆積した後、この酸化シリコン膜５２を、たとえば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酸化シリコン膜５２に接続孔５３を形成する。この接続孔５３はｎ型半導体領域４８またはｐ型半導体領域４９上などの必要部分に形成する。
【００４１】
続いて、接続孔５３の内部を含む基板４１の全面に窒化チタン膜を、たとえばＣＶＤ法で堆積し、さらに接続孔５３を埋め込むタングステン膜を、たとえばＣＶＤ法で堆積した後、接続孔５３以外の領域の窒化チタン膜およびタングステン膜をＣＭＰ法により除去して、接続孔５３の内部にタングステン膜を主導体層とするプラグ５４を形成する。
【００４２】
次に、基板４１上に、たとえばタングステン膜を堆積した後、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５５を形成する。タングステン膜は、たとえばＣＶＤ法またはスパッタリング法により堆積することができる。
【００４３】
次に、配線５５を覆う絶縁膜、たとえば酸化シリコン膜を堆積した後、その絶縁膜を、たとえば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５６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５６の所定の領域に接続孔５７を形成する。
【００４４】
続いて、接続孔５７の内部を含む基板４１の全面にバリアメタル層を形成し、さらに接続孔５７を埋め込む銅膜を堆積する。バリアメタル層は、たとえば窒化チタン膜、タンタル膜またはタンタル窒化膜などであり、たとえばＣＶＤ法またはスパッタリング法で堆積する。銅膜は主導体層として機能し、たとえばめっき法で成膜できる。めっき法による銅膜の成膜前に、たとえばＣＶＤ法またはスパッタリング法によりシード層として薄い銅膜を堆積し、その後、接続孔５７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５７の内部にプラグ５８を形成する。
【００４５】
次に、基板４１上にストッパ絶縁膜５９を形成し、さらに配線形成用の絶縁膜６０を形成する。ストッパ絶縁膜５９は、たとえば窒化シリコン膜とし、絶縁膜６０は、たとえば酸化シリコン膜とする。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５９および絶縁膜６０の所定の領域に配線溝６１を形成する。
【００４６】
続いて、配線溝６１の内部を含む基板４１の全面にバリアメタル層を形成し、さらに配線溝６１を埋め込む銅膜を形成する。その後、配線溝６１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６１の内部に銅膜を主導体層とする第２配線層の配線６２を形成し、本実施の形態１の半導体装置を製造する。この後、プラグ５８および配線６２を形成した工程を繰り返すことによって、さらに多層に配線を形成してもよい。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について図１５を用いて説明する。
【００４８】
本実施の形態２においても、前記実施の形態１において説明した半導体製造装置２１（図８および図９参照）を用いる。また、図１５は、本実施の形態２の半導体製造装置２１における工程の進度と送風機３１Ｂの出力との関係を示したものである。
【００４９】
前記実施の形態１においては、ＯＨＴ１９（図３参照）を含む搬送システムおよび半導体製造装置２１などの動作の制御を行うホストコンピュータ（図示は省略）が、所定のＦＯＵＰ１をストッカ（図示は省略）から所定の半導体製造装置２１へ搬送する指示を出すと、コントローラ３６から発信される信号が信号ＳＴＢＹから信号ＰＲＤに切り替わり、送風機３１Ｂの出力（風量）が、毎秒約０．１５ｍから毎秒約０．３５ｍへ上昇する場合について説明した。本実施の形態２では、たとえば光センサまたは在荷検出ピンなどの在荷検出手段（図示は省略）を設け、この在荷検出手段がロードポート１１上のＦＯＵＰ１を検出すると、在荷信号（第３の信号）がＯＮになる（在荷信号を発信する）構成とする。また、その在荷検出手段を在荷検出ピンとした場合には、その在荷検出ピンはロードポート１１上に設け、ＦＯＵＰ１がロードポート１１上に配置された時にＦＯＵＰ１によって在荷検出ピンが押されることによって在荷信号がＯＮになる（在荷信号を発信する）構成とすることを例示できる。図１５に示すように、ＦＯＵＰ１がホイスト機構２０（図３参照）によってロードポート（受け取り手段）１１（図３および図８参照）上へ降ろされ、ＦＯＵＰ１のシェル２（図２参照）の底部に設けられたＶ溝２３（図２および図５参照）にロードポート１１上に設けられたキネマティックピン２２（図２および図５参照）が収まり、ロードポート１１上でのＦＯＵＰ１の位置が固定され、ロードポート１１上にＦＯＵＰ１が置かれたことを示す在荷信号がＯＮとなると、コントローラ３６から発信される信号が信号ＳＴＢＹから信号ＰＲＤに切り替わり、送風機３１Ｂ（図８および図９参照）の出力（風量）が、毎秒約０．１５ｍから毎秒約０．３５ｍへ上昇するものである。また、本実施の形態２では、その在荷信号がＯＮになり送風機３１Ｂの出力が上昇した後、送風機３１Ｂの出力が上昇したことに伴って増加したミニエンバイロンメント３２内の浮遊塵埃が送風機３１Ｂの出力が上昇する前の浮遊塵埃量にまで減少するのに必要な所定の時間が経過した後に、ＦＯＵＰ１はＦＩＭＳドア１２に向かって前進し、ＦＩＭＳドア１２に押し当てられることによってＦＩＭＳドア１２と接続する。その後の工程は、前記実施の形態１と同様であるが、ＯＨＴ１９によるＦＯＵＰ１のストッカまたは次工程の半導体製造装置２１への搬送が開始され、上記在荷検出手段がロードポート１１上にＦＯＵＰ１が存在することを示す在荷信号をＯＦＦにする（在荷信号を停止する）と、コントローラ３６から発信される信号は信号ＰＲＤから信号ＳＴＢＹに切り替わり、送風機３１Ｂの出力（風量）は毎秒約０．３５ｍから毎秒約０．１５ｍへ低下するものとする。
【００５０】
上記のような本実施の形態２によっても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を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いうまでもない。
【００５２】
前記実施の形態においては、ＦＯＵＰをＯＨＴを用いて搬送する場合について説明したが、ＯＨＴの代わりに、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）、ＲＧＶ（Rail Guided Vehicle）またはＰＧＶ（Person Guided Vehicle）を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の半導体装置の製造方法は、ＦＦＵを用いて半導体製造装置内でウエハを取り扱うためのミニエンバイロンメントの形成に適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰの外観構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体製造装置のロードポート上に配置されたＦＯＵＰの断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるＯＨＴを用いたＦＯＵＰの自動搬送システムの概略図である。
【図４】本発明の一実施の形態である半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態である半導体製造装置のロードポート上におけるＦＯＵＰの位置決め方法を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰのドアの内側構造の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施の形態で用いるＦＯＵＰ内におけ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断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態である半導体製造装置の構造を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態である半導体製造装置の構造を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である半導体製造装置における工程の進度と半導体製造装置に設けられた送風機の出力との関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態である半導体製造装置を有する半導体製造ラインを１箇月間稼動させた時の送風機の消費電力量を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法を説明する要部断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１４】図１３に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態である半導体製造装置における工程の進度と半導体製造装置に設けられた送風機の出力との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＦＯＵＰ（密封容器）
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
１１  ロードポート（受け取り手段）
１２  ＦＩＭＳドア
１３  ラッチキー
１４  クランピング機構
１５  ウエハ
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  Ｖ溝
２５  シール材（パッキン）
２６  リテーナ
２７  クランピング機構
２８  ウエハティース
３１  ＦＦＵ（送風機構）
３１Ａ  ケミカルフィルタ
３１Ｂ  送風機
３１Ｃ  ＦＦＵコントローラ（第３の制御機構）
３２  ミニエンバイロンメント（第１の空間）
３３  ロード・ロック室
３４  プロセスチャンバ
３５  筐体面
３６  コントローラ（第２の制御機構）
３７  ロードポートドア開閉機構
３８  ウエハ搬送ロボット
４１  基板
４２  素子分離溝
４３  ｐ型ウェル
４４  ｎ型ウェル
４５  ゲート絶縁膜
４６  ゲート電極
４７  キャップ絶縁膜
４８  ｎ型半導体領域
４８Ａ  ｎ型拡張領域
４８Ｂ  ｎ型拡散領域
４９  ｐ型半導体領域
４９Ａ  ｐ型拡張領域
４９Ｂ  ｐ型拡散領域
５０  サイドウォールスペーサ
５１  シリサイド層
５２  酸化シリコン膜
５３  接続孔
５４  プラグ
５５  配線
５６  層間絶縁膜
５７  接続孔
５８  プラグ
５９  ストッパ絶縁膜
６０  絶縁膜
６１  配線溝
６２  配線
ＥＮＧ  信号（第１の信号）
ＮＳＴ  信号（第２の信号）
ＰＲＤ  信号（第１の信号）
Ｑｎ  ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ  ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
ＳＤＴ  信号（第２の信号）
ＳＴＢＹ  信号（第２の信号）
ＵＤＴ  信号（第２の信号）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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