(57)【要約】  【課題】パーティクルおよびボートエレベータからの有機物による汚染を防止する。  【解決手段】待機室２８にクリーンエア４４を吹き出すサイドクリーンユニット４０と、待機室２８のサイドクリーンユニット４０と反対側に配置されてクリーンエア４４を排気するシロッコファン４５と、ボート３０を昇降させるボートエレベータ５０とを備えた熱処理装置１０において、シロッコファン４５およびボートエレベータ５０を仕切板４６で囲い、ボートエレベータ５０が設置された前後のリブ６０、６０に開口部６１を開設し、前後の開口部６１、６１をダクト６２によって連絡する。待機室のクリーンエアの流れを一方向にしてクリーンエアが澱むのを防止し、クリーンエアに乗ったパーティクルによるウエハの汚染を防止する。仕切板の内側空間のボートから発生した有機物をシロッコファンで直ちに外部に排気できるので、有機物によるウエハの汚染を防止できる。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、前記基板を積層して保持する基板保持具と、前記基板保持具を前記処理室に搬入および搬出する基板保持具搬送装置と、前記処理室に隣接して前記基板保持具が待機する待機室と、前記待機室に清浄気体を供給する清浄気体供給装置と、前記待機室を排気する排気装置とを備えており、
前記基板保持具搬送装置は前記基板保持具の搬送領域の側面に取付具によって前記待機室に取り付けられており、前記取付具には開口部が前記基板保持具搬送装置と前記待機室との間に前記清浄気体を流すように開設されていることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置に関し、特に、パーティクルによる汚染防止技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において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。）に熱処理（thermal treatment ）を施す熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法においてウエハに絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする熱処理工程には、熱処理装置が広く使用されている。
従来のこの種の熱処理装置においては、ウエハの表面を汚染しＩＣの製造方法の歩留りに悪影響を及ぼすパーティクル（塵埃）を抑えるために、ボートが待機する待機室にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットが設置されており、クリーンユニットから待機室に吹き出されたクリーンエアは排気装置によって待機室から排気するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１０５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記した熱処理装置においては、クリーンエアの流れが一方向でないために、クリーンエアが澱んだりパーティクルや汚染物質が溜まり易いという問題点がある。また、待機室に設置されたボートエレベータから有機物が発生し、ウエハを汚染するという問題点がある。
【０００４】
本発明の目的は、クリーンエアの澱みによるパーティクルおよびボートエレベータからの有機物による汚染を防止することができる半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る半導体製造装置は、基板を処理する処理室と、前記基板を積層して保持する基板保持具と、前記基板保持具を前記処理室に搬入および搬出する基板保持具搬送装置と、前記処理室に隣接して前記基板保持具が待機する待機室と、前記待機室に清浄気体を供給する清浄気体供給装置と、前記待機室を排気する排気装置とを備えており、
前記基板保持具搬送装置は前記基板保持具の搬送領域の側面に取付具によって前記待機室に取り付けられており、前記取付具には開口部が前記基板保持具搬送装置と前記待機室との間に前記清浄気体を流すように開設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
前記した手段によれば、清浄気体供給装置から吹き出された清浄気体の流れが開口部によって一方向になるために、パーティクルを待機室から確実に排気することができる。
また、開口部が基板保持具搬送装置の取付具に開設されているために、基板保持具搬送装置から発生した有機物が待機室に流出するのを防止し、排気装置によって待機室から直ちに排気することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００８】
本実施の形態においては、図１および図２に示されているように、本発明に係る半導体製造装置は熱処理装置として構成されている。
本実施の形態に係る熱処理装置１０においては、ウエハ１を収容して搬送するためのキャリア（搬送治具）としては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）が使用されている。ポッドは一つの面が開口した略立方体の箱形状に形成された本体を備えており、開口面にはキャップが着脱自在に装着されている。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（クリーン度）は維持することができる。したがって、ウエハに作り込まれる集積回路の微細化が進むにつれ、昨今はポッドが使用される場合が増加して来ている。
なお、ウエハ１を収容して搬送するための他のキャリアとしては、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オープンカセットがある。
【０００９】
熱処理装置１０は気密構造に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面の下部には、ポッド２を筐体１１内に搬入搬出するためのポッド搬入搬出ポート（以下、ポッドポートという。）１３が設定されており、ポッドポート１３に対応する筐体１１の正面壁には、フロントシャッタ（図示せず）によって開閉されるポッド搬入搬出口１４が開設されている。ポッドポート１３に対してはポッド２が工程内搬送装置（図示せず）によって搬入搬出されるようになっている。筐体１１の内部の正面壁のポッドポート１３の上方には、複数個のポッド２を保管するバッファ棚１５が、左右方向に一杯に水平に敷設されている。
【００１０】
筐体１１内の最前部にはポッド移載装置設置室１６が設定されており、この設置室１６にはスカラ形ロボット（selective compliance assembly robot arm 。ＳＣＡＲＡ）によって構成されたポッド移載装置１７が設置されている。ポッド移載装置１７はポッドポート１３、バッファ棚１５、後記する回転棚１９およびウエハローディングポート２５間でポッド２を搬送するように構成されている。
筐体１１の内側空間におけるポッド移載装置設置室１６の後方の上部には、回転棚設置室１８が設定されており、この設置室１８には回転棚１９が設置されている。回転棚１９は複数個のポッド２を保管するように構成されている。すなわち、回転棚１９は棚板２０が複数段、モータ等の間欠回転駆動装置（図示せず）によって一方向にピッチ送り回転される回転軸２１に上下方向に配されて水平に固定されており、棚板２０に保管されたポッド２が正面の位置に回転軸２１のピッチ送り回転によって順次送られるように構成されている。
【００１１】
筐体１１の内側空間におけるポッド移載装置設置室１６の後方の下部には、ポッド移載装置設置室１６の後方空間を上下および前後に仕切る水平壁部２３と垂直壁部２４とからなる隔壁２２が構築されており、隔壁２２の水平壁部２３の上には回転棚１９が設置されている。
【００１２】
隔壁２２の垂直壁部２４における筐体１１の回転棚１９の下側には、ウエハ１をローディングおよびアンローディングするためのポート（以下、ウエハポートという。）２５が一対、垂直方向の上下で対向するようにそれぞれ設定されている。垂直壁部２４の上下のウエハポート２５、２５に対応する位置には、ウエハ１を出し入れするためのウエハ搬入搬出口２６、２６がそれぞれ開設されている。両ウエハ搬入搬出口２６、２６にはポッド２のキャップを着脱してポッド２を開閉する一対のポッドオープナ２７、２７がそれぞれ設置されている。
【００１３】
図１および図２に示されているように、隔壁２２の後方の空間には基板保持具としてのボート３０の処理室３４への搬入搬出に対して待機する待機室２８が設定されている。待機室２８の前側の空間にはウエハ移載装置２９が設置されている。ウエハ移載装置２９はウエハポート２５とボート３０およびサブボート３１との間でウエハ１を搬送してポッド２およびボート３０に受け渡すように構成されている。
【００１４】
待機室２８の後側の空間には基板保持具搬送装置としてのボートエレベータ５０が垂直に設置されており、ボートエレベータ５０はボート３０を支持したシールキャップ３２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３２はマニホールド３６を介してプロセスチューブ３５をシール可能な円盤形状に形成されており、シールキャップ３２の上にはボート３０が垂直に立脚されている。ボート３０は被処理基板としてのウエハ１を多数枚、中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されており、シールキャップ３２のボートエレベータ５０による昇降によってプロセスチューブ３５の処理室３４に対して搬入搬出されるようになっている。
【００１５】
図１に示されているように、筐体１１の後端部における上部にはプロセスチューブ設置室３３が設定されており、プロセスチューブ設置室３３には処理室３４を形成するプロセスチューブ３５がマニホールド３６を介して垂直に立脚され、待機室２８の上に設置されている。マニホールド３６には処理室３４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３７と、処理室３４を真空排気するための排気管３８が接続されている。ボートエレベータ５０が昇降してボート（基板保持具）３０がプロセスチューブ３５に搬入搬出する領域を基板保持具の搬送領域と呼ぶ。
【００１６】
プロセスチューブ３５の外側にはヒータユニット３９が同心円に配されて筐体１１に支持されており、ヒータユニット３９は処理室３４を全体にわたって均一または所定の温度分布を維持するように加熱するように構成されている。
【００１７】
図２に示されているように、待機室２８の左側の側面にはサイドクリーンユニット４０が垂直に配置されて、略全面をカバーするように設備されている。サイドクリーンユニット４０はパーティクルを捕集するフィルタ４１と複数のファン４２とダクト部４３とを備えており、フィルタ４１が待機室２８に露出するとともに、ファン４２群およびダクト部４３の下流側になるように構成されている。ダクト部４３はインテークダクト（図示せず）に接続されており、インテークダクトは筐体１１の上面においてクリーンルームに開口されている。
【００１８】
図２に示されているように、待機室２８の右隅には待機室２８を排気する排気装置としてのシロッコファン４５が複数台、設置されており、図３に示されているように、複数台のシロッコファン４５は垂直方向に間隔を置いて垂直に配置されている。各シロッコファン４５はサイドクリーンユニット４０から待機室２８に噴き出されたクリーンエア４４を吸い込んで、待機室２８の外部に排気するように構成されている。
【００１９】
待機室２８のシロッコファン４５とボート３０との間には仕切板４６が垂直に立設されており、シロッコファン４５は仕切板４６が画成した内側空間４９に設置されている。仕切板４６はボート３０からの輻射熱を反射するように構成されている。仕切板４６の正面側にはクリーンエア４４を吸い込む吸込口４７が開設されており、仕切板４６のボート３０側の側壁には逃げ孔４８が垂直方向に長く開設されている。
【００２０】
図２に示されているように、基板保持具搬送装置としてのボートエレベータ５０は仕切板４６が画成した内側空間４９に、取付具としての一対のリブ６０、６０によって設置されている。ポッド搬入搬出口１４側（図２のＡ側）が装置前面であり、ボート等が配置されている側（図２のＢ側）が後面である。ＡＢ方向は装置の前後方向であり、一対のリブ６０、６０は装置の前後方向に設置されている。また、ボートエレベータ５０はフレーム５１を備えており、フレーム５１は前記一対のリブ６０、６０のボート３０側に配置されて据え付けられている。フレーム５１には一対のガイドレール５２、５２が垂直に架設されているとともに、送りねじ軸５３が垂直に架設されている。両ガイドレール５２、５２には昇降台５４が昇降自在に支承されており、送りねじ軸５３には昇降台５４に固定された雌ねじ部材５５が昇降可能に螺合されている。昇降台５４にはアーム５６がボート３０の方向に突設されており、アーム５６は仕切板４６の逃げ孔４８を挿通して仕切板４６の外側に突出されている。アーム５６の先端部にはシールキャップ３２が据え付けられており、前述したように、シールキャップ３２の上にはボート３０が垂直に立設されている。
【００２１】
図２および図３に示されているように、一対のリブ６０、６０には複数個の開口部６１が垂直方向に間隔を置いて配されて、それぞれ装置の前後方向に貫通するように開設されている。前後のリブ６０、６０の各開口部６１、６１の間にはダクト６２がそれぞれ架設されており、各ダクト６２は前側の開口部６１によって吸い込んだクリーンエア４４を後側の開口部６１から排気するように構成されている。
【００２２】
次に、前記構成に係る熱処理装置の作用を説明する。
【００２３】
図１に示されているように、ポッドポート１３に供給されたポッド２はポッド搬入搬出口１４からポッド移載装置設置室１６へポッド移載装置１７によって搬入される。搬入されたポッド２は回転棚１９の指定された位置にポッド移載装置１７によって適宜に搬送されて一時的に保管される。
【００２４】
回転棚１９に保管されたポッド２はポッド移載装置１７によって適宜にピックアップされて、上下のうちの指定されたウエハポート２５に搬送され、図１および図２に示されているように、載置台に移載される。
【００２５】
ウエハポート２５の載置台に移載されたポッド２はポッドオープナ２７によってキャップを外されて開放される。この一方のウエハポート２５におけるポッドオープナ２７による開放作業の間に、他方のウエハポート２５には別のポッド２がポッド移載装置１７によって回転棚１９からピックアップされて移載される。したがって、ポッド移載装置１７は上下のウエハポート２５と回転棚１９との間、並びに、回転棚１９とポッドポート１３との間をきわめて効率よく移動して稼働することになる。
【００２６】
ウエハポート２５においてポッド２が開放されると、ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置２９によってボート３０に移載されて装填（チャージング）される。この際、ボート３０がバッチ処理するウエハ１の枚数（例えば、百枚〜百五十枚）は一台のポッド２に収納されたウエハ１の枚数（例えば、二十五枚）よりも何倍も多いため、複数台のポッド２が上下のウエハポート２５、２５にポッド移載装置１７によって交互に繰り返し供給されることになる。
【００２７】
予め指定された枚数のウエハ１が上下のウエハポート２５、２５からボート３０に移載されると、ボート３０はボートエレベータ５０によって上昇されてプロセスチューブ３５の処理室３４に搬入される。ボート３０が上限に達すると、ボート３０を保持したシールキャップ３２の上面の周辺部がプロセスチューブ３５をシール状態に閉塞するため、処理室３４は気密に閉じられた状態になる。
【００２８】
プロセスチューブ３５の処理室３４が気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管３８によって真空排気され、ヒータユニット３９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３７によって所定の流量だけ供給される。これにより、所定のＣＶＤ膜がウエハ１に形成される。ちなみに、取り扱う膜種によって異なるが、例えば、処理時間は約１時間〜２時間になる。
【００２９】
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート３０がボートエレベータ５０によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート３０が待機室２８における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。ボート３０のプロセスチューブ３５の処理室３４への搬入搬出作業および処理作業の間に、ポッドポート１３や回転棚１９においてはポッド２の搬入搬出作業や移送作業が同時に進行される。
【００３０】
待機室２８に搬出されたボート３０の処理済みウエハ１は、ボート３０からウエハ移載装置２９によってピックアップされてウエハポート２５に搬送され、ウエハポート２５に予め搬送されてキャップを外されて開放された空のポッド２に収納される。
【００３１】
続いて、ポッド２がポッドオープナ２７によって閉じられた後に、処理済みのウエハ１が収納されたポッド２は回転棚１９の指定された位置にポッド移載装置１７によって搬送されて一時的に保管される。
【００３２】
処理済みウエハ１を収納したポッド２は回転棚１９からポッドポート１３へポッド移載装置１７によって搬送される。ポッドポート１３に移載されたポッド２は次工程へ搬送される。
【００３３】
以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１が熱処理装置１０によってバッチ処理されて行く。
【００３４】
他方、図２に示されているように、筐体１１の待機室２８にはクリーンエア４４がサイドクリーンユニット４０から全面にわたって吹き出されて供給される。サイドクリーンユニット４０の全面から吹き出されたクリーンエア４４は、仕切板４６の吸込口４７から仕切板４６が画成した内側空間４９に吸い込まれる。
このように待機室２８におけるクリーンエア４４の流れは一方向になるために、クリーンエア４４は待機室２８において澱んだり滞留したりすることはない。また、クリーンエア４４によって流されてクリーンエア４４に随伴して流れるパーティクルも、待機室２８に澱んだり滞留したりすることはない。したがって、クリーンエア４４に随伴して流れるパーティクルによるウエハ１の汚染は確実に防止することができる。
【００３５】
仕切板４６の内側空間４９に吸い込まれたクリーンエア４４は、前側のリブ６０の各開口部６１からダクト６２に吸い込まれて後側のリブ６０の各開口部６１から吐き出され、シロッコファン４５によって仕切板４６の内側空間４９から待機室２８の外部に排気される。
このように仕切板４６の内側空間４９においてもクリーンエア４４の一方向の流れが生成されるために、万一、ボート３０から汚染の原因になる有機物が発生したとしても、発生した有機物は仕切板４６の内側空間４９から待機室２８に流出することなく、シロッコファン４５によって直ちに外部に排気されることになる。したがって、ボート３０から発生する有機物によるウエハ１の汚染は確実に防止することができる。
【００３６】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００３７】
1)  待機室におけるクリーンエアの流れが一方向になるように構成することにより、クリーンエアが待機室において澱んだり滞留したりするのを防止することができるので、クリーンエアに随伴して流れるパーティクルによるウエハの汚染を確実に防止することができる。
【００３８】
2)  装置の前後方向で一対のリブに開口部をそれぞれ開設し、仕切板の内側空間においてもクリーンエアの一方向の流れを生成することにより、ボートから発生した有機物を仕切板の内側空間から待機室に流出することなくシロッコファンによって直ちに外部に排気させることができるので、ボートから発生する有機物によるウエハの汚染を確実に防止することができる。
【００３９】
3)  パーティクルおよび有機物によるウエハの汚染を防止することにより、ＩＣの製造方法の歩留りの低下を防止することができるため、ＩＣの製造方法のスループットを高めることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
例えば、待機室は大気圧に耐える程度の気密構造の筐体によって構築するに限らず、大気圧未満の圧力に耐える所謂耐圧構造の容器によって構築してもよい。
【００４２】
排気装置はシロッコファンによって構成するに限らず、外部に設置された排気装置の排気管を待機室の側壁に接続して構成してもよい。
【００４３】
前記実施の形態ではバッチ式縦形熱処理装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式縦形拡散装置等の半導体製造装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態である熱処理装置を示す側面断面図である。
【図２】ウエハポートを通る平面断面図である。
【図３】図２のIII-III 線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…ウエハ（基板）、２…ポッド（ウエハキャリア）、１０…熱処理装置（半導体製造装置）、１１…筐体、１３…ポッドポート（ポッド搬入搬出ポート）、１４…ポッド搬入搬出口、１５…バッファ棚、１６…ポッド移載装置設置室、１７…ポッド移載装置、１８…回転棚設置室、１９…回転棚、２０…棚板、２１…回転軸、２２…隔壁、２３…水平壁部、２４…垂直壁部、２５…ウエハポート、２６…ウエハ搬入搬出口、２７…ポッドオープナ、２８…待機室、２９…ウエハ移載装置、３０…ボート（基板保持具）、３１…サブボート、３２…シールキャップ、３３…プロセスチューブ設置室、３４…処理室、３５…プロセスチューブ、３６…マニホールド、３７…ガス導入管、３８…排気管、３９…ヒータユニット、４０…サイドクリーンユニット（清浄気体供給装置）、４１…フィルタ、４２…ファン、４３…ダクト部、４４…クリーンエア、４５…シロッコファン（排気装置）、４６…仕切板、４７…吸込口、４８…逃げ孔、４９…内側空間、５０…ボートエレベータ（基板保持具搬送装置）、５１…フレーム、５２…ガイドレール、５３…送りねじ軸、５４…昇降台、５５…雌ねじ部材、５６…アーム、６０…リブ（取付具）、６１…開口部、６２…ダクト。
【図１】
2005347667.tif 000003
【図２】
2005347667.tif 000004
【図３】
2005347667.tif 000005