JP2009111404A - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポッドオープナによるポッドの開放時の弊害の発生を防止する。
【解決手段】ポッド１０とボートとの間でウエハ９を授受するウエハ授受ポートにはポッド１０のドア１０ａを着脱してウエハ出し入れ口１０ｂを開閉するポッドオープナが設備されており、ポッドオープナのベース２１にはベース２１のウエハ出し入れ口２２を被覆するチャンバ６０が設置され、チャンバ６０にはクロージャ収容室６１に窒素ガス６２を流通させる給気管６３、排気管６４が接続されている。ポッドの開放時に窒素ガス６２をチャンバ６０のクロージャ収容室６１に充填し、クロージャ収容室６１、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃの空気や水分を窒素ガス６２によってパージする。ポッド内の大気のウエハ移載空間への放出を防止できるため、移載空間の汚染や酸素濃度の上昇、ウエハの酸化やパーティクル付着を防止できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法、特に、ドアを有するキャリアを開閉する技術に関する。
例えば、半導体素子を含む半導体集積回路を作り込まれる基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという。）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バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。

基板処理装置の一例であるバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、バッチ式ＣＶＤ装置という。）においては、複数枚のウエハがキャリア（ウエハ収納容器）に収納された状態で扱われる。
従来のこの種のキャリアとして、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ドア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、バッチ式ＣＶＤ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するバッチ式ＣＶＤ装置においては、ドアを着脱してポッドのウエハ出し入れ口を開閉するポッド開閉装置（以下、ポッドオープナという）が、ポッドに対してウエハを出し入れするためのウエハ授受ポートに設置されている。従来のこの種のポッドオープナはポッドを保持する載置台と、載置台が保持したポッドのドアを保持するクロージャとを備えており、クロージャがドアを保持した状態で進退することにより、ドアをポッドのウエハ出し入れ口に対して着脱するように構成されている。

しかしながら、従来のバッチ式ＣＶＤ装置においては、ポッドがポッドオープナによって開放されると、ポッドのウエハ収納室が大気雰囲気に晒される状態になるため、ウエハ収納室に収納されたウエハに自然酸化膜が堆積したりパーティクルが付着したりする場合がある。また、ポッドのウエハ収納室には不活性ガスが充填される場合もあるが、ポッドのウエハ収納室は大気雰囲気になっているのが通例である。
大気雰囲気になっている場合には、ポッドが開放された際に、ポッドのウエハ収納室の大気がバッチ式ＣＶＤ装置におけるウエハ授受ポートの内側空間に侵入してしまうため、内側空間を汚染したり酸素濃度を上昇させてしまうという問題点が発生する。

本発明の目的は、基板の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着、内側空間の汚染や酸素濃度の上昇等のポッドの開放時における弊害の発生を防止することができる基板処理装置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）複数枚の基板が第一基板出し入れ口から収納され、この第一基板出し入れ口にはドアが着脱自在に装着されたキャリアと、
前記キャリアに対して前記基板を出し入れする基板授受ポートと、
この基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを着脱して前記キャリアを開閉するクロージャを有するキャリア開閉装置と、
前記キャリア開閉装置を被覆し、前記基板授受ポート側に開設された第二基板出し入れ口と、前記基板授受ポート側とは反対側に開設された第三基板出し入れ口と、を有するチャンバと、
このチャンバに設けられ、前記チャンバの内部に不活性ガスを導入させる給気管と、
を有し、
前記キャリア開閉装置の前記クロージャは前記基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを着脱する面とは反対側の背面部が前記第二基板出し入れ口を開閉可能に構成されている、ことを特徴とする基板処理装置。
（２）基板授受ポートにあるキャリアの第一基板出し入れ口からキャリア開閉装置のクロージャがドアを脱して前記第一基板出し入れ口を開くステップと、
前記キャリア開閉装置を被覆し、前記基板授受ポート側に開設された第二基板出し入れ口と、前記基板授受ポート側とは反対側に開設された第三基板出し入れ口とを有するチャンバの前記第三基板出し入れ口を前記キャリアから脱した前記ドアを保持した状態で前記クロージャの前記基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを脱する面とは反対側の背面部が閉塞し、前記チャンバ内に給気管から不活性ガスを導入するステップと、
前記基板を処理室に搬入し、前記処理室内で前記基板を処理するステップと、
を備える半導体装置の製造方法。

前記した手段によれば、ドアが外されてキャリアの基板出し入れ口が開放された際に、チャンバに不活性ガスを供給することにより、不活性ガスをキャリアの内部に基板出し入れ口から流通させて不活性ガスによってパージすることができるため、基板の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着、内側空間の汚染や酸素濃度の上昇等のポッドの開放時における弊害の発生を防止することができる。

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、バッチ式ＣＶＤ装置すなわちバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置として図１に示されているように構成されている。
図１に示されているバッチ式ＣＶＤ装置１は気密室構造に構築された筐体２を備えている。筐体２内の一端部（以下、後端部とする。）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ボートエレベータ７が設置されており、ボートエレベータ７はプロセスチューブ４の真下に配置されたボート８を垂直方向に昇降させるように構成されている。ボート８は多数枚のウエハ９を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の処理室に対して搬入搬出するように構成されている。

筐体２の正面壁にはポッド出し入れ口（図示せず）が開設されており、ポッド出し入れ口はフロントシャッタによって開閉されるようになっている。ポッド出し入れ口にはポッド１０の位置合わせを実行するポッドステージ１１が設置されており、ポッド１０はポッド出し入れ口を通してポッドステージ１１に出し入れされるようになっている。

筐体２内の前後方向の中央部の上部には回転式のポッド棚１２が設置されており、回転式のポッド棚１２は合計十六個のポッド１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式のポッド棚１２は略卍形状に形成された四段の棚板が上下方向に配置されて水平面内で回転自在に支承されており、モータ等の間欠回転駆動装置（図示せず）によってピッチ送り的に一方向に回転されるようになっている。
筐体２内のポッド棚１２の下側には基板としてのウエハ９をポッド１０に対して授受するためのウエハ授受ポート１３が一対、垂直方向に上下二段に配置されて設置されており、両ウエハ授受ポート１３、１３には後記するポッドオープナ２０がそれぞれ設置されている。

筐体２内のポッドステージ１１とポッド棚１２およびウエハ授受ポート１３との間にはポッド搬送装置１４が設置されており、ポッド搬送装置１４はポッドステージ１１とポッド棚１２およびウエハ授受ポート１３との間およびポッド棚１２とウエハ授受ポート１３との間でポッド１０を搬送するように構成されている。
また、ウエハ授受ポート１３とボート８との間にはウエハ移載装置１５が設置されており、ウエハ移載装置１５はウエハ授受ポート１３とボート８との間でウエハ９を搬送するように構成されている。さらに、ボートエレベータ７の脇にはボートチェンジャ１６が設置されており、ボートチェンジャ１６は二台のボート８、８をボートエレベータ７に対して入れ替えるように構成されている。

上下のウエハ授受ポート１３、１３に設置されたポッドオープナ２０、２０は同一に構成されているため、ポッドオープナ２０の構成については上段のウエハ授受ポート１３に設置されたものについて説明する。

図１に示されているように、キャリア開閉装置としてのポッドオープナ２０は筐体２内においてウエハ授受ポート１３とウエハ移載装置１５とを仕切るように垂直に立脚された側壁をなすベース２１を備えており、図２および図３に示されているように、ベース２１にはポッド１０のドア１０ａに対して若干大きめに相似する四角形に形成されたウエハ出し入れ口２２が開設されている。
ちなみに、ベース２１は上下のポッドオープナ２０、２０で共用されているため、ベース２１には上下で一対のウエハ出し入れ口２２、２２が垂直方向で縦に並ぶように開設されている。

図２に示されているように、ベース２１のウエハ授受ポート１３側の主面（以下、正面とする。）におけるウエハ出し入れ口２２の下側には、アングル形状の支持台２３が水平に固定されており、支持台２３の平面視の形状は一部が切り欠かれた略正方形の枠形状に形成されている。支持台２３の上面には一対のガイドレール２４、２４がベース２１の正面と平行方向（以下、左右方向とする。）に配置されて、ベース２１の正面と直角方向（以下、前後方向とする。）に延在するように敷設されており、左右のガイドレール２４、２４には載置台２７が複数個のガイドブロック２５を介して前後方向に摺動自在に支承されている。載置台２７は支持台２３の上面に据え付けられたエアシリンダ装置２６によって前後方向に往復移動されるようになっている。

図２に示されているように、載置台２７は一部が切り欠かれた略正方形の枠形状に形成されており、載置台２７の上面には位置決めピン２８が三本、正三角形の頂点に配置されて垂直に突設されている。三本の位置決めピン２８はポッド１０が図３に示されているように載置台２７の上に載置された状態において、ポッド１０の下面に没設された三箇所の位置決め凹部（図示せず）に嵌入するようになっている。

図４に示されているように、ベース２１のウエハ移載装置１５側の主面（以下、背面とする。）におけるウエハ出し入れ口２２の下側には、ガイドレール３０が左右方向に水平に敷設されており、ガイドレール３０にはアングル形状に形成された左右方向移動台３１が左右方向に往復移動し得るように摺動自在に支承されている。左右方向移動台３１の垂直部材にはエアシリンダ装置３２が左右方向に水平に据え付けられており、エアシリンダ装置３２のピストンロッド３２ａの先端はベース２１に固定されている。すなわち、左右方向移動台３１はエアシリンダ装置３２の往復作動によって左右方向に往復駆動されるようになっている。

図５に示されているように、左右方向移動台３１の水平部材の上面には一対のガイドレール３３、３３が左右に配されて前後方向に延在するように敷設されており、両ガイドレール３３、３３には前後方向移動台３４が前後方向に往復移動し得るように摺動自在に支承されている。前後方向移動台３４の片側端部にはガイド孔３５が左右方向に延在するように開設されている。
左右方向移動台３１の一側面にはブラケット３６が固定されており、ブラケット３６にはロータリーアクチュエータ３７が垂直方向上向きに据え付けられている。ロータリーアクチュエータ３７のアーム３７ａの先端に垂直に立脚されたガイドピン３８は前後方向移動台３４のガイド孔３５に摺動自在に嵌入されている。すなわち、前後方向移動台３４はロータリーアクチュエータ３７の往復回動によって前後方向に往復駆動されるように構成されている。

前後方向移動台３４の上面にはブラケット３９が垂直に立脚されており、ブラケット３９の正面にはウエハ出し入れ口２２に若干大きめに相似する長方形の平盤形状に形成されたクロージャ４０が垂直に固定されている。つまり、クロージャ４０は前後方向移動台３４によって前後方向に往復移動されるようになっているとともに、左右方向移動台３１によって左右方向に往復移動されるようになっている。そして、クロージャ４０は前進移動してそのベース側を向いた主面（以下、正面とする。）がベース２１の背面に当接することによりウエハ出し入れ口２２を閉塞し得るようになっている。

なお、図５に示されているように、ベース２１の正面におけるウエハ出し入れ口２２の周りには、ポッド１０の押し付け時にポッド１０のウエハ出し入れ口およびベース２１のウエハ出し入れ口２２をシールするパッキン５４が敷設されている。クロージャ４０の正面における外周縁近傍には、クロージャ４０の押し付け時にベース２１のウエハ出し入れ口２２をシールするためのパッキン５５が敷設されている。クロージャ４０の正面における外周縁のパッキン５５の内側には、ドア１０ａに付着した異物がウエハ移載装置１５の設置室側へ侵入するのを防止するためのパッキン５６が敷設されている。
便宜上、図４および図５においては、後記するチャンバの図示が省略されている。

図４に示されているように、クロージャ４０の上下方向の中心線上には、一対の解錠軸４１、４１が左右に配置されて前後方向に挿通されて回転自在に支承されている。両解錠軸４１、４１におけるクロージャ４０のベースと反対側の主面（以下、背面とする。）側の端部には一対のプーリー４２、４２が固定されており、両プーリー４２、４２間には連結片４４を有するベルト４３が巻き掛けられている。クロージャ４０の背面における一方のプーリー４２の上側にはエアシリンダ装置４５が水平に据え付けられており、エアシリンダ装置４５のピストンロッドの先端はベルト４３の連結片４４に連結されている。すなわち、両解錠軸４１、４１はエアシリンダ装置４５の伸縮作動によって往復回動されるようになっている。
図２に示されているように、両解錠軸４１、４１のクロージャ４０の正面側の端部にはドア１０ａの錠前（図示せず）に係合する係合部４１ａが直交して突設されている。

図２に示されているように、クロージャ４０の正面における一方の対角付近には、ドア１０ａの表面に吸着する吸着具（吸盤）４６が二個、吸込口部材４７によってそれぞれ固定されている。吸着具４６を固定する吸込口部材４７は中空軸によって構成されており、吸込口部材４７の背面側端は給排気路（図示せず）に接続されている。吸込口部材４７の正面側端の外径はドア１０ａに没設された位置決め穴（図示せず）に嵌入するように設定されている。すなわち、吸込口部材４７はドア１０ａの位置決め穴に嵌入してドア１０ａを機械的に支持するための支持ピンを兼用するように構成されている。

図２、図４および図６に示されているように、ベース２１の正面におけるウエハ出し入れ口２２の片脇にはロータリーアクチュエータ５０が回転軸５０ａが垂直方向になるように据え付けられており、回転軸５０ａには略Ｃ字形状に形成されたアーム５１の一端が水平面内で一体回動するように固定されている。アーム５１はベース２１に開設された挿通孔５２を挿通されており、アーム５１のベース２１の背面側の先端部にはマッピング装置５３が固定されている。

図６および図７に示されているように、ベース２１の背面にはチャンバ６０が上下のポッドオープナ２０、２０のクロージャ４０、４０を収容するように敷設されており、チャンバ６０のクロージャ収容室６１の水平方向の長さはクロージャ４０が横に移動してウエハ出し入れ口２２を完全に開口させるのを許容し得るように設定されている。
チャンバ６０の背面側の側壁の一部には、不活性ガスとしての窒素ガス６２をクロージャ収容室６１に供給する給気管６３がクロージャ収容室６１に連通するように接続されており、チャンバ６０の正面壁を形成するベース２１の一部にはクロージャ収容室６１に供給された窒素ガス６２を排気する排気管６４がクロージャ収容室６１に連通するように接続されている。
チャンバ６０の背面壁における上下のウエハ出し入れ口２２、２２に対向する位置には、チャンバ６０のウエハ出し入れ口６５、６５がそれぞれ開設されており、各ウエハ出し入れ口６５はクロージャ４０の背面部を挿入し得る大きさの四角形の開口に形成されている。また、ウエハ出し入れ口６５はマッピング装置５３を背面側から挿入し得るように設定されている。

次に、前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置の作用を説明する。
なお、説明を理解し易くするために、以下の説明においては、一方のウエハ授受ポート１３を上段ポートＡとし、他方のウエハ授受ポート１３を下段ポートＢとする。

図１に示されているように、筐体２内のポッドステージ１１にポッド出し入れ口から搬入されたポッド１０は、ポッド搬送装置１４によって指定されたポッド棚１２に適宜に搬送されて一時的に保管される。
ポッド棚１２に保管されたポッド１０はポッド搬送装置１４によって適宜にピックアップされ、上段ポートＡに搬送されて、ポッドオープナ２０の載置台２７に図３に示されているように移載される。この際、ポッド１０の下面に没設された位置決め凹部が載置台２７の三本の位置決めピン２８とそれぞれ嵌合されることにより、ポッド１０と載置台２７との位置合わせが実行される。

ポッド１０が載置台２７に載置されて位置合わせされると、載置台２７がエアシリンダ装置２６によってベース２１の方向に押され、図８（ａ）に示されているように、ポッド１０の開口側端面がベース２１の正面におけるウエハ出し入れ口２２の開口縁辺部に押し付けられる。また、ポッド１０がベース２１の方向に押されると、クロージャ４０の解錠軸４１がドア１０ａの鍵穴に挿入される。
続いて、負圧がクロージャ４０の吸込口部材４７に給排気路から供給されることにより、ポッド１０のドア１０ａが吸着具４６によって真空吸着保持される。この状態で、解錠軸４１がエアシリンダ装置４５によって回動されると、解錠軸４１はドア１０ａ側の錠前に係合した係合部４１ａによってドア１０ａの錠前の施錠を解除する。

次いで、前後方向移動台３４がロータリーアクチュエータ３７の作動によってベース２１から離れる方向に移動されると、図８（ｂ）に示されているように、クロージャ４０はポッド１０のドア１０ａを真空吸着保持した状態でチャンバ６０のクロージャ収容室６１に後退することにより、ドア１０ａをポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂから抜き出す。これにより、ポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂは開放された状態になる。

クロージャ４０が前後方向移動台３４によってさらに後退されると、図８（ｃ）に示されているように、クロージャ４０はチャンバ６０の背面壁に開設されたウエハ出し入れ口６５にクロージャ収容室６１の内側から挿入することにより、クロージャ収容室６１を密封した状態になる。

クロージャ４０がクロージャ収容室６１を密封すると、図９（ａ）に示されているように、クロージャ収容室６１には窒素ガス６２が給気管６３と排気管６４とによって流通される。クロージャ収容室６１を流通する窒素ガス６２はウエハ出し入れ口１０ｂからポッド１０のウエハ収納室１０ｃに流入した後に流出することにより、ウエハ収納室１０ｃの大気を排気するとともにウエハ収納室１０ｃに充満する。すなわち、チャンバ６０のクロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける大気中の空気や水分は窒素ガス６２によってパージされた状態になる。

チャンバ６０のクロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６２によってパージされると、左右方向移動台３１がエアシリンダ装置３２の作動によってウエハ出し入れ口２２から離れる方向に移動される。これにより、図９（ｂ）に示されているように、ドア１０ａを吸着具４６によって真空吸着保持したクロージャ４０はクロージャ収容室６１をベース２１のウエハ出し入れ口２２から離間した退避位置に移動される。このクロージャ４０の退避移動により、チャンバ６０のウエハ出し入れ口６５、ベース２１のウエハ出し入れ口２２およびポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂがそれぞれ開放された状態になる。
この際、予め、チャンバ６０のクロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６２によってパージされているため、大気中の空気や水分がベース２１の背面側空間であるウエハ移載装置１５の設置空間に放出されることはなく、それらによるウエハ移載装置１５の移載空間の汚染や酸素濃度の上昇等の弊害の発生は防止されることになる。

クロージャ４０が退避されると、図９（ｃ）に示されているように、マッピング装置５３がロータリーアクチュエータ５０の作動によって移動されて、マッピング装置５３がポッド１０のウエハ収納室１０ｃへチャンバ６０のウエハ出し入れ口６５、ベース２１のウエハ出し入れ口２２およびポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂを潜り抜けて挿入される。ポッド１０のウエハ収納室１０ｃへ挿入されたマッピング装置５３はウエハ収納室１０ｃに収納された複数枚のウエハ９を検出することによってマッピングする。ここで、マッピングとはポッド１０の中のウエハ９の所在位置（ウエハ９がどの保持溝にあるのか）を確認することである。
指定されたマッピング作業が終了すると、マッピング装置５３はロータリーアクチュエータ５０の作動によって元の待機位置に戻される。この際、予め、チャンバ６０のクロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６２によってパージされているため、ウエハ収納室１０ｃのウエハ９が大気中の空気や水分に接触することはなく、それらによるウエハ９の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着等の弊害の発生は防止されることになる。

マッピング装置５３が待機位置に戻ると、上段ポートＡにおいて開けられたポッド１０の複数枚のウエハ９はボート８にウエハ移載装置１５によって順次装填（チャージング）されて行く。この際、ウエハ移載装置１５の移載空間の汚染や酸素濃度の上昇等の弊害の発生は防止されているため、移載中のウエハ９の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着等の弊害の発生は防止されることになる。

この上段ポートＡにおけるウエハ移載装置１５によるウエハ９のボート８への装填作業中に、下段ポートＢにはポッド棚１２から別のポッド１０がポッド搬送装置１４によって搬送されて移載され、ポッドオープナ２０による前述した位置決め作業からマッピング作業が同時進行される。
このように下段ポートＢにおいてマッピング作業迄が同時進行されていると、上段ポートＡにおけるウエハ９のボート８への装填作業の終了と同時に、下段ポートＢに待機させたポッド１０についてのウエハ移載装置１５によるウエハ９のボート８への装填作業を開始することができる。すなわち、ウエハ移載装置１５はポッド１０の入替え作業についての待ち時間を浪費することなくウエハ移載作業を連続して実施することができるため、バッチ式ＣＶＤ装置１のスループットを高めることができる。

翻って、上段ポートＡにおいてウエハ移載装置１５によるウエハ９のボート８への装填作業が終了すると、空ポッド閉じ作業が前述したポッド開放作業と略逆の順序で実行される。すなわち、クロージャ４０に保持されて退避されていたドア１０ａがウエハ出し入れ口２２の位置に左右方向移動台３１によって戻され、前後方向移動台３４によってウエハ出し入れ口２２に挿入されてポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂに嵌入される。
ドア１０ａがウエハ出し入れ口１０ｂに嵌入されると、解錠軸４１がエアシリンダ装置４５によって回動され、ドア１０ａの錠前を施錠する。ドア１０ａの施錠が終了すると、給排気路から吸込口部材４７へ供給されていた負圧が切られて大気に開放されることにより、吸着具４６の真空吸着保持が解除される。
続いて、載置台２７がエアシリンダ装置２６によってベース２１から離れる方向に移動され、ポッド１０の開口側端面がベース２１の正面から離座される。

ドア１０ａによりウエハ出し入れ口１０ｂが閉塞された上段ポートＡの空のポッド１０は、ポッド棚１２にポッド搬送装置１４によって搬送されて一時的に戻される。空のポッド１０が上段ポートＡから搬出されると、次の実ポッド１０が上段ポートＡに搬入される。以降、上段ポートＡおよび下段ポートＢにおいて、前述した作業が必要回数繰り返される。

以上のようにして上段ポートＡと下段ポートＢとに対するウエハ移載装置１５によるウエハ９のボート８への装填作業が交互に繰り返されることによって、複数枚のウエハ９がポッド１０からボート８に装填されて行く。この際、バッチ処理するウエハ９の枚数（例えば、百枚〜百五十枚）は一台のポッド１０に収納されたウエハ９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１０が上段ポートＡと下段ポートＢとにポッド搬送装置１４によって交互に繰り返し供給されることになる。

予め指定された複数枚のウエハ９がポッド１０からボート８に移載されると、ウエハ授受ポート１３にとっては実質的に待機中となる成膜処理がプロセスチューブ４において実行される。すなわち、ボート８はボートエレベータ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８が上限に達すると、ボート８を保持したシールキャップ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の処理室が気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管６によって真空排気され、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、所定の膜がウエハ９に形成される。
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート８がボートエレベータ７によって下降されることにより、処理済みウエハ９を保持したボート８が元の装填および脱装ステーション（以下、装填ステーションという。）に搬出される。

以上の成膜処理の実行中に上段ポートＡおよび下段ポートＢにおいては、他方のボート８に保持された処理済みウエハ９の脱装（ディスチャージング）作業が同時進行されている。すなわち、装填ステーションに搬出されたボート８の処理済みウエハ９はウエハ移載装置１５によってピックアップされ、上段ポートＡに予め搬入されてドア１０ａを外されて開放された空のポッド１０に収納される。上段ポートＡでの空のポッド１０への所定の枚数のウエハ９の収容が終了すると、クロージャ４０に保持されて退避されていたドア１０ａがウエハ出し入れ口２２の位置に左右方向移動台３１によって戻され、前後方向移動台３４によってウエハ出し入れ口２２に挿入されポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂに嵌入される。この際にも、窒素ガス６２がクロージャ収容室６１に給気管６３と排気管６４とによって流通されることにより、クロージャ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６２によってパージされ、ポッド収納室１０ｃに窒素ガス６２が充填される。ドア１０ａがウエハ出し入れ口１０ｂに嵌入されると、解錠軸４１がエアシリンダ装置４５によって回動され、ドア１０ａの錠前を施錠する。これにより、ウエハ収納室１０ｃには窒素ガス６２が密封された状態になる。ドア１０ａの施錠が終了すると、給排気路から吸込口部材４７に供給されていた負圧が切られて大気に開放されることにより、吸着具４６のドア１０ａの真空吸着保持が解除される。続いて、載置台２７がエアシリンダ装置２６によってベース２１から離れる方向に移動され、ポッド１０の開口側端面がベース２１の正面から離座される。次いで、処理済みのウエハ９が収納された処理済み実ポッド１０はポッド棚１２にポッド搬送装置１４によって搬送されて戻される。

処理済みウエハ９を収納してポッド棚１２に戻されたポッド１０はポッド棚１２からポッドステージ１１へポッド搬送装置１４によって搬送される。ポッドステージ１１に移載されたポッド１０はポッド出し入れ口から筐体２の外部に搬出されて、洗浄工程や成膜検査工程等の次工程へ搬送される。そして、新規のウエハ９を収納したポッド１０が筐体２内のポッドステージ１１にポッド出し入れ口から搬入される。

なお、新旧ポッド１０のポッドステージ１１への搬入搬出（ポッドローディングおよびポッドアンローディング）作業およびポッドステージ１１とポッド棚１２との間の入替え作業は、プロセスチューブ４におけるボート８の搬入搬出（ボートローディングおよびボートアンローディング）作業や成膜処理の間すなわち成膜待機ステップＳｔ（Ｓｐ）の実行中に同時進行されるため、バッチ式ＣＶＤ装置１の全体としての作業時間が延長されるのを防止することができる。

以降、以上説明したウエハ装填脱装方法および成膜方法が繰り返されて、ＣＶＤ膜がウエハ９にバッチ式ＣＶＤ装置１によって形成され、半導体素子を含む集積回路がウエハ９に作り込まれる半導体装置の製造方法における成膜工程が実施されて行く。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) ポッドオープナ２０のベース２１にポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂを被覆するチャンバ６０を敷設し、このチャンバ６０には窒素ガス６２をクロージャ収容室６１に流通させるための給気管６３および排気管６４を接続することにより、ポッドオープナ２０によるポッド１０の開放時に窒素ガス６２をチャンバ６０のクロージャ収納室６１に充填することができるため、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに閉じ込められていた大気を窒素ガス６２によって排気するとともに、クロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける大気中の空気や水分を窒素ガス６２によってパージすることができる。

2) チャンバ６０のクロージャ収容室６１やポッド１０のウエハ収納室１０ｃを窒素ガス６２によってパージすることにより、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに閉じ込められていた大気中の空気や水分がベース２１の背面側空間であるウエハ移載装置１５の設置空間に放出されるのを防止することができるため、それらによるウエハ移載装置１５の移載空間の汚染や酸素濃度の上昇等の弊害の発生は防止することができる。

3) また、ポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂの開放時にウエハ収納室１０ｃのウエハ９が大気中の空気や水分に接触するのを防止することができるため、それらによるウエハ９の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着等の弊害の発生を防止することができる。さらに、ポッド１０のウエハ出し入れ口１０ｂの閉鎖時に、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに窒素ガ６２を充填して密封することにより、収納中のウエハの自然酸化等を抑制することができる。

4) チャンバ６０の背面壁のウエハ出し入れ口６５をクロージャ４０によって密封することができるように構成することにより、窒素ガス６２のクロージャ収容室６１への充填時にウエハ出し入れ口６５をクロージャ４０によって密封することができるため、クロージャ収容室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃを窒素ガス６２によって効率的にパージすることができる。

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、ウエハ授受ポートは上下二段設置するに限らず、一段だけ設置してもよいし、上中下三段のように三段以上設置してもよい。

マッピング装置をポッドに対して進退させる構造としてはロータリーアクチュエータを使用した構成を採用するに限らず、ＸＹ軸ロボット等を使用した構成を採用してもよい。 また、マッピング装置は省略してもよい。

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、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。

バッチ式ＣＶＤ装置は成膜処理に使用するＣＶＤ装置に限らず、酸化膜形成処理や拡散処理等の熱処理にも使用することができる。

前記実施の形態ではバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ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ＣＶＤ装置全般に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、基板の自然酸化膜の堆積やパーティクルの付着、内側空間の汚染や酸素濃度の上昇等のポッドの開放時における弊害の発生を防止することができる。

本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置を示す一部省略斜視図である。 ポッドオープナを示す正面側から見た斜視図である。 そのポッド載置状態を示す斜視図である。 ポッドオープナを示す背面側から見たチャンバを取り除いた一部省略斜視図である。 図４の省略したＶ部を示す斜視図である。 ポッドオープナを示す背面側から見たチャンバを敷設した斜視図である。 その一部省略平面断面図である。 ポッドオープナのその作用を説明するための各一部省略平面断面図であり、（ａ）はドアの取外し前を示し、（ｂ）はドアの取外し後を示し、（ｃ）はチャンバの密封時を示している。 同じく各一部省略平面断面図であり、（ａ）は窒素ガスパージ時を示し、（ｂ）はドアの退避時を示し、（ｃ）はマッピング時を示している。

符号の説明

１…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…ボートエレベータ、８…ボート、９…ウエハ（基板）、
１０…ポッド、１０ａ…ドア、１０ｂ…ウエハ出し入れ口、１０ｃ…ウエハ収納室、
１１…ポッドステージ、１２…ポッド棚、１３…ウエハ授受ポート、１４…ポッド搬送装置、１５…ウエハ移載装置、１６…ボートチェンジャ、
２０…ポッドオープナ（開閉装置）、２１…ベース、２２…ウエハ出し入れ口、２３…支持台、２４…ガイドレール、２５…ガイドブロック、２６…エアシリンダ装置、２７…載置台、２８…位置決めピン、３０…ガイドレール、３１…左右方向移動台、３２…エアシリンダ装置、３２ａ…ピストンロッド、３３…ガイドレール、３４…前後方向移動台、３５…ガイド孔、３６…ブラケット、３７…ロータリーアクチュエータ、３７ａ…アーム、３８…ガイドピン、３９…ブラケット、４０…クロージャ、４１…解錠軸、４１ａ…係合部、４２…プーリー、４３…ベルト、４４…連結片、４５…エアシリンダ装置、４６…吸着具、４７…吸込口部材、
５０…ロータリーアクチュエータ、５０ａ…回転軸、５１…アーム、５２…挿通孔、５３…マッピング装置、５４、５５、５６…パッキン、６０…チャンバ、６１…クロージャ収容室、６２…窒素ガス（不活性ガス）、６３…給気管、６４…排気管、６５…ウエハ出し入れ口。

Claims (2)

1. 複数枚の基板が第一基板出し入れ口から収納され、この第一基板出し入れ口にはドアが着脱自在に装着されたキャリアと、
   前記キャリアに対して前記基板を出し入れする基板授受ポートと、
   この基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを着脱して前記キャリアを開閉するクロージャを有するキャリア開閉装置と、
   前記キャリア開閉装置を被覆し、前記基板授受ポート側に開設された第二基板出し入れ口と、前記基板授受ポート側とは反対側に開設された第三基板出し入れ口と、を有するチャンバと、
   このチャンバに設けられ、前記チャンバの内部に不活性ガスを導入させる給気管と、
   を有し、
   前記キャリア開閉装置の前記クロージャは前記基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを着脱する面とは反対側の背面部が前記第二基板出し入れ口を開閉可能に構成されている、ことを特徴とする基板処理装置。
2. 基板授受ポートにあるキャリアの第一基板出し入れ口からキャリア開閉装置のクロージャがドアを脱して前記第一基板出し入れ口を開くステップと、
   前記キャリア開閉装置を被覆し、前記基板授受ポート側に開設された第二基板出し入れ口と、前記基板授受ポート側とは反対側に開設された第三基板出し入れ口とを有するチャンバの前記第三基板出し入れ口を前記キャリアから脱した前記ドアを保持した状態で前記クロージャの前記基板授受ポートにある前記キャリアの前記ドアを脱する面とは反対側の背面部が閉塞し、前記チャンバ内に給気管から不活性ガスを導入するステップと、
   前記基板を処理室に搬入し、前記処理室内で前記基板を処理するステップと、
   を備える半導体装置の製造方法。

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