JP2007150369A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送容器の入れ替えおよび搬送を自動化して工場全体の自動化を図る。
【解決手段】半導体ウェハ１を収容可能なＦＯＵＰ２間における半導体ウェハ１の移し替えが行われる移し替え部４と、複数のＦＯＵＰ２を保管可能なストッカー５と、移し替え部４とストッカー５との間でＦＯＵＰ２を移動させるクレーン７とによって構成され、半導体ウェハ１をＦＯＵＰ２から他のＦＯＵＰ２に移し替える移し替え部４と、ＦＯＵＰ２の保管を行うストッカー５とが一体化されたことにより、半導体ウェハ１の移し替え時のＦＯＵＰ２の配置および移し替え後のＦＯＵＰ２の移動を自動で行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造技術に関し、特に大形の半導体ウェハの搬送容器間の移し替えに適用して有効な技術に関する。

半導体工場内における直径３００ｍｍの半導体ウェハの搬送技術について記載されている（例えば、非特許文献１参照）。
株式会社プレスジャーナル、１９９７年１２月２０日発行、「月刊Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９９８年１月号」、１３１〜１５５頁

次世代の直径３００ｍｍの半導体ウェハに種々の処理を行う半導体工場では、この半導体ウェハの搬送（移し替えも含む）に自動化が必須技術と考えられている。

なお、半導体工場での半導体ウェハの処理の流れを考えた場合、結晶メーカから購入した半導体ウェハをシッピングボックスと呼ばれる搬送容器から各処理工程内で使用するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod)と呼ばれる搬送容器に移し替える工程や、汚れたＦＯＵＰから洗浄済みのＦＯＵＰに半導体ウェハを移し替える工程などがある。

そこで、直径２００ｍｍの半導体ウェハの場合、搬送容器間で半導体ウェハを移し替える際には、移し替え装置を単体でクリーンルーム内に設置し、移し替え時の移し替え装置
のローダへの搬送容器の配置と、移し替え後の搬送容器の移動とを作業者が行っている。

その際、まず、作業者によって搬送容器を移し替え装置のローダに配置し、その後、移載動作を開始させる。

ここでは、移載ロボットなどの移し替え手段によって自動で一方の搬送容器から他方の搬送容器に半導体ウェハを移し替える。

移し替え完了後、半導体ウェハを収容した搬送容器を次の工程に搬送し、そこで、半導体ウェハに所定の処理を行う。

ところが、前記した技術の直径２００ｍｍの半導体ウェハの搬送（移し替え）では、作業者が介在しているため、作業者が不在の場合、そこで処理が止まってしまうという問題が起こる。

また、直径３００ｍｍの半導体ウェハを収容する搬送容器は、その重量が重いため、作業者を介在させると、作業の安全上に問題が発生する。

したがって、搬送容器間での半導体ウェハの移し替えと、移し替え前後の搬送容器の搬送とを自動化しなければならない。

本発明の目的は、搬送容器の入れ替えおよび搬送を自動化して工場全体の自動化を図ることができる技術を提供することにある。

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。

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、以下のとおりである。

すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、被処理物である半導体ウェハを収容可能な搬送容器を保管する保管部と、前記搬送容器間で前記半導体ウェハの移し替えが行われる移し替え部とを備えた搬送装置を準備する工程と、前記搬送装置において、前記保管部の前記搬送容器を前記移し替え部に移動して前記移し替え部に設けられたローダに自動で前記搬送容器を配置する工程と、前記搬送容器間で前記移し替え手段によって前記半導体ウェハを移し替える工程と、前記半導体ウェハの移し替え後、前記ローダから前記保管部に自動で前記搬送容器を移動する工程と、前記半導体ウェハを収容した前記搬送容器を前記搬送装置の前記保管部からウェハ処理装置に移動する工程と、前記ウェハ処理装置によって前記半導体ウェハに所望の処理を行う工程と、前記処理終了後、前記ウェハ処理装置から前記半導体ウェハを取り出して、前記処理済みの前記半導体ウェハを用いて半導体装置を組み立てる工程とを有するものである。

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。

（１）．被処理物の移し替え時の搬送容器の配置、移し替えおよび移し替え後の搬送容器の移動を自動で行うとともに、保管部によって複数の搬送容器を保管できるため、被処理物の移し替えの自動化を図ることができ、かつ移し替え前後の搬送容器のバッファ機能を持つことができる。

（２）．移し替え部と保管部とを有することにより、両者を一体にした搬送装置とすることができる。その結果、被処理物の搬送容器間での移し替えを投資面、スペース面および運用面で効率良く行うことが可能になる。

（３）．ウェハ処理装置状態確認作業用の複数のモニタウェハの複数の搬送容器への分割移し替えまたは複数の搬送容器に収容された複数のモニタウェハの１つの搬送容器への合併移し替えを行うことにより、モニタウェハを保管部の搬送容器に保管しておき、必要に応じて所望の搬送容器に必要枚数だけ短時間でモニタウェハを移し替えることが可能になる。これにより、ウェハ処理装置状態確認作業の自動化を図ることができる。

（４）．移し替え部と保管部とを個別の設計とすることにより、被処理物の移し替えを行う必要がある搬送容器が保管された保管部のみに対して、後付けで移し替え部を取り付けることが可能になる。これにより、搬送装置の設置に関してフレキシビリティを確保することができる。

（５）．搬送容器と搬送装置との標準化を行うことにより、シッピングボックス⇔ＦＯＵＰ、ＦＯＵＰ⇔ＦＯＵＰ、シッピングボックス⇔ＦＯＵＰなどあるゆる搬送容器の組み合わせに対応することができる。これにより、種々の搬送容器間での被処理物の移し替えと、これら搬送容器の搬送を自動で行うことができ、その結果、工場全体の自動化を図ることができる。

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。

（実施の形態）
図１および図２は本発明による搬送装置の構造の実施の形態の一例を示す平面図、図３は本発明の搬送装置が設置されたクリーンルームの構造の一例を示す部分構成図、図４は図３に示すクリーンルームのＡ部の構造を示す拡大部分平面図、図５は本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるシッピングボックスの構造を示す斜視図、図６は本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるＦＯＵＰの構造を示す斜視図、図７は本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるオープンカセットの構造を示す斜視図、図８は本発明の半導体装置の製造方法で用いられる自動搬送車の構造の一例を示す部分斜視図であり、（ａ）はＡＧＶ、（ｂ）はＲＧＶ、（ｃ）はＯＨＳ、図９は本発明の搬送装置の移し替え部に設けられた移し替え手段である移載ロボットの構造の一例を示す側面図、図１０（ａ),（ｂ）は本発明の搬送装置を用いた半導体装置の製造方法の一例を示す要部断面図、図１１（ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の搬送装置を用いた半導体装置の製造方法の一例を示す要部断面図、図１２は本発明の半導体装置の製造方法で用いられる自動搬送車の一例であるＯＨＴの構造を示す部分斜視図である。

本実施の形態の搬送装置は、図３に示すクリーンルーム３内に設置され、半導体製造ライン、特に、半導体前工程ラインで、半導体ウェハ１（被処理物）を収容可能な搬送容器間で半導体ウェハ１を自動で移し替える機能を有するとともに、前記搬送容器を保管する機能も有する移載ステーション１００である。

なお、本実施の形態では、半導体ウェハ１が直径３００ｍｍの大形である場合を説明するが、ただし、半導体ウェハ１の大きさは、これに限定されるものではなく、直径２００ｍｍであってもよく、また、それ以外の大きさであってもよい。

まず、図１に示す搬送装置を用いて、本実施の形態の搬送装置の基本構成について説明すると、半導体ウェハ１（被処理物）を収容可能な搬送容器間における半導体ウェハ１の移し替えが行われる移し替え部４と、複数の前記搬送容器を保管可能な保管部であるストッカー５と、移し替え部４とストッカー５との間で前記搬送容器を移動させるクレーン７（搬送容器移動手段）とによって構成され、半導体ウェハ１の移し替え時の前記搬送容器の配置および移し替え後の前記搬送容器の移動を自動で行うものである。

すなわち、移載ステーション１００である図１に示す搬送装置は、半導体ウェハ１を搬送容器から他の搬送容器に移し替える移し替え部４と、搬送容器の保管を行うストッカー５とを一体にしたものである。

なお、図１に示す搬送装置は、ＦＯＵＰ２（搬送容器）と呼ばれるキャリアカセット間で半導体ウェハ１の移し替えが行われる場合を示したものである。

また、図１に示す搬送装置の移し替え部４には、半導体ウェハ１をＦＯＵＰ２間で移し替える移載ロボット６（移し替え手段）と、移載ロボット６の両脇のセット位置にＦＯＵＰ２を配置させるローダ８と、半導体ウェハ１およびＦＯＵＰ２における移し替え前後の識別情報であるＩＤを認識するＩＤリーダ１１（識別情報認識手段）とが設けられている。

なお、ＩＤリーダ１１は、例えば、半導体ウェハ１もしくはＦＯＵＰ２などの搬送容器に付されたＩＤを画像処理などによって認識するものであるが、ただし、必ずしも設けられていなくてもよく、あるいは、半導体ウェハ１とＦＯＵＰ２とのうち、何れか一方のＩＤを読み取るものであってもよい。

また、移し替え部４には、図９に示す移し替え手段である移載ロボット６が設けられている。

この移載ロボット６は、本体部６ａと、これと水平方向に回転自在に連結されたアーム部６ｂと、半導体ウェハ１を載せて支持するハンド部６ｃとからなり、一方のＦＯＵＰ２からハンド部６ｃに半導体ウェハ１を載せた状態で取り出し、その後、他方のＦＯＵＰ２に移し替えるものである。

なお、被処理物（半導体ウェハ１）の移し替え手段については、前記被処理物を一方の搬送容器から他方の搬送容器に移し替えることが可能な手段であれば、移載ロボット６以外の他の構造のものであってもよい。

また、ストッカー５は、多段棚構造のものであり、複数のＦＯＵＰ２などの搬送容器を多段式で保管することが可能な構造になってる。

さらに、ストッカー５には、図１に示すように、半導体ウェハ１の移し替え時に、棚に載置されたＦＯＵＰ２を取り出して移し替え部４のローダ８に移動させるクレーン７が設置されている。

このクレーン７は、ＦＯＵＰ２などの搬送容器を把持可能なハンドリング機構を備えているとともに、多段構造の棚に対応して昇降かつ水平移動可能なものである。

なお、ストッカー５内に、クレーン７とは別に他の移動専用ロボットを設置しておき、この移動専用ロボットを用いて、ストッカー５（の固定棚位置）から移し替え部４にＦＯＵＰ２などの搬送容器を搬送してもよい。

また、ストッカー５には、開閉自在な搬入出窓５ａ，５ｂ，５ｃが設けられており、搬入出窓５ａは、搬送容器のベイ（工程）間搬送を行う際に搬送容器を出し入れする窓であり、搬入出窓５ｂは、搬送容器をベイ内搬送する際に搬送容器を出し入れする窓であり、搬入出窓５ｃは、搬送容器の洗浄などが目的で作業者によって搬送容器を出し入れする窓である。

ただし、それぞれの搬入出窓５ａ，５ｂ，５ｃは、他の目的で搬送容器を搬入出することも可能である。

次に、移載ステーション１００が設置された図３に示す半導体工場のクリーンルーム３内の概略構造について説明する。

図３に示すクリーンルーム３は、種々のクリーンルーム３の一例であり、本実施の形態の搬送装置である移載ステーション１００が、ベイ内とウェハ投入室１７とに設置された例である。

なお、半導体工場では、工程（ベイ）ごとにウェハ処理装置１０がまとまって設置されており、このベイ間を複雑に往来することにより、プロセス処理が進められていく。その際の搬送容器の搬送形態は、ベイとベイを結ぶベイ間搬送と、ベイ内においてウェハ処理装置１０まで搬送容器を運ぶベイ内搬送との２つの形態に分けられる。

ここで、このクリーンルーム３で用いられる搬送容器と自動搬送車について説明する。

図５に示す搬送容器は、ＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）と呼ばれるシッピングボックス１３であり、半導体ウェハ１を、例えば、２５枚程度密閉状態で収容可能なケースの一種である。

なお、シッピングボックス１３は、主に、結晶メーカから半導体ウェハ１を搬入する際に、半導体ウェハ１の搬送容器として用いられるものである。

また、シッピングボックス１３は、本体部１３ａと開閉扉であるドア部１３ｂとによって構成され、その本体部１３ａには、図８に示す自動搬送車のハンドリング機構のハンドリング用のロボットハンド部１３ｃやボトムレール１３ｅが設けられ、さらに、作業者のハンドリング用のマニュアルハンド部１３ｄなどが設けられている。

なお、シッピングボックス１３のドア部１３ｂの開閉は、作業者によって手動で行われる。

図６に示す搬送容器は、ＦＯＵＰ２であり、シッピングボックス１３と同様に、半導体ウェハ１を、例えば、２５枚程度密閉状態で収容可能なケースの一種である。

なお、ＦＯＵＰ２は、主に、半導体ウェハ１の前工程において、半導体ウェハ１に所望の処理を行う際の搬送容器として用いられるものである。

また、ＦＯＵＰ２は、本体部２ａと開閉扉であるドア部２ｂとによって構成され、その本体部２ａには、前記自動搬送車のハンドリング機構のハンドリング用のロボットハンド部２ｃ、ボトムレール２ｅおよびサイドレール２ｆなどが設けられており、さらに、作業者のハンドリング用のマニュアルハンド部２ｄが設けられている。

なお、ＦＯＵＰ２のドア部２ｂの表面には、ドア部２ｂの開閉を自動で行うためのロック用切り欠き２ｇや位置決め用切り欠き２ｈが形成されている。

したがって、ＦＯＵＰ２のドア部２ｂの開閉動作は、図３に示すウェハ処理装置１０のドア開閉機構と連結して自動で行われる。

図７に示す搬送容器は、オープンカセット１４であり、シッピングボックス１３と同様に、半導体ウェハ１を、例えば、２５枚程度収容可能なケースの一種である。

ただし、オープンカセット１４は、半導体ウェハ１を開放状態で収容するものである。

なお、オープンカセット１４は、高いクリーン度が要求される雰囲気のもとで主に用いられるものであり、本体部１４ａの一端に半導体ウェハ１の搬入出用の開口部１４ｂが形成されている。

続いて、図８（ａ）に示す自動搬送車は、ＡＧＶ（Auto-matic Guided Vehicle)１２と呼ばれ、クリーンルーム３の床に形成されたガイドテープ１２ａ上を走行するものである。

図８（ｂ）に示す自動搬送車は、ＲＧＶ（Reil Guided Vehicle)１５と呼ばれ、クリーンルーム３の床に形成されたガイドレール１５ａ上を走行するものである。

図８（ｃ）に示す自動搬送車は、ＯＨＳ（Over Head Shuttle)１６と呼ばれる馬乗り形の天井走行用の搬送車であり、クリーンルーム３の天井に形成された天井レール１６ａ上を走行するものである。

なお、ＡＧＶ１２およびＲＧＶ１５は、図３に示すベイ内搬送で使用され、ＯＨＳ１６は、ベイ間搬送で使用される。

また、ベイ内搬送では、図１２に示すＯＨＴ(Overhead Hoist Transfer) １８と呼ばれる吊り下げ形の天井走行用の搬送車が用いられることもある。このＯＨＴ１８は、ウェハ処理装置１０のローダ箇所まで吊り下げ用のワイヤが伸びてＦＯＵＰ２を置くものである。

図２に示すウェハ投入室１７は、内部に設置された移載ステーション１００において、結晶メーカから搬入しかつシッピングボックス１３に収容された半導体ウェハ１をＦＯＵＰ２に移し替えるための部屋である。

すなわち、クリーンルーム３へのウェハ投入に図１に示す移載ステーション１００を用いた例である。

したがって、ウェハ投入室１７の移載ステーション１００のストッカー５には、シッピングボックス１３、ＦＯＵＰ２およびオープンカセット１４などの種々の搬送容器が保管されている。

なお、図３に示すクリーンルーム３においては、ウェハ投入室１７に移載ステーション１００を用い、かつ、このウェハ投入室１７のみ高い清浄度クラス（例えば、クラス１）にすることにより、クリーンルーム３内のウェハ投入室外の清浄度クラスを、例えば、クラス１０００〜１０００００程度にすることができる。

また、図４は、図３に示すクリーンルーム３において、搬送容器間で半導体ウェハ１の移し替えを必要とするベイと、必要としないベイとを示したものである。

ここで、半導体ウェハ１の移し替えは、例えば、ＦＯＵＰ２を洗浄する際に行われる。

つまり、ＦＯＵＰ２などの搬送容器を洗浄する必要があるベイでは、図４の上側のベイに示すように、移載ステーション１００を設置し、一方、図４の下側のベイに示すように、搬送容器間での半導体ウェハ１の移し替えを行う必要のないベイでは、ストッカー５のみを設置する。

したがって、移し替え部４とストッカー５とが一体となった移載ステーション１００を設置することにより、クリーンルーム３内のレイアウトを大きく変更することなく、かつ、不要な設備投資を抑えることができる。さらに、図４に示す下側のベイに対しても、ストッカー５に後から移し替え部４を取り付けて移載ステーション１００とすることもでき、低コストで、設備の設置効率の向上を図り、フレキシブルなクリーンルーム３を実現できる。

次に、図１〜図１１を用いて、本実施の形態の搬送方法について説明する。

ここでは、前記搬送方法を、図１０および図１１に示す本実施の形態の半導体装置の製造方法に含めて説明する。

なお、前記半導体装置の製造方法は、図１および図２に示す搬送装置を用いたものであるとともに、本実施の形態では、半導体前工程ラインにおけるフォトリソグラフィ工程を例に取り上げ、半導体ウェハ１に露光処理を行う場合を説明する。

図１０および図１１は、フォトリソグラフィによって加工を施す工程の一例として、ベース基板であるシリコン基板１００１の主面に堆積（デポジション）されたＳｉＯ2 （二酸化珪素）膜１００２に微細な孔であるコンタクトホール１００２ａを形成する場合を簡単に示したものである。

まず、半導体ウェハ１を収容可能なＦＯＵＰ２、シッピングボックス１３およびオープンカセット１４などの搬送容器を保管するストッカー５（保管部）と、前記搬送容器間で半導体ウェハ１の移し替えが行われる移し替え部４とを備えた搬送装置である移載ステーション１００を準備する。

本実施の形態では、図３に示すクリーンルーム３において、ウェハ投入室１７とベイ内とに移載ステーション１００が設置されている場合を説明する。

まず、複数の半導体ウェハ１が収容されたシッピングボックス１３を結晶メーカから納入した後、シッピングボックス１３の梱包を解く。

続いて、シッピングボックス１３のドア部１３ｂを開け、図２に示す移載ステーション１００のストッカー５の搬入出窓５ｂを介して、シッピングボックス１３をストッカー５の所定の棚に載置する。

その後、半導体ウェハ１をシッピングボックス１３からＦＯＵＰ２（シッピングボックス１３からオープンカセット１４に移し替えてもよいが、ここでは、ＦＯＵＰ２に移し替える場合を説明する）に移し替える。

その際、搬送装置である移載ステーション１００において、動作開始のスタートスイッチをＯＮにすると、まず、ストッカー５の所定の棚に載置された半導体ウェハ１入りシッピングボックス１３をクレーン７によって把持し、このクレーン７によって自動でシッピングボックス１３を移し替え部４に移動させる。

さらに、移し替え部４のローダ８に半導体ウェハ１入りシッピングボックス１３を配置する。

同様にして、予めストッカー５の棚に保管されていた空のＦＯＵＰ２をクレーン７によ
って把持して移し替え部４に移動させ、そこで、このＦＯＵＰ２をローダ８に配置する。

その後、搬送容器間で、図２および図９に示す移載ロボット６によって半導体ウェハ１を移し替える。

すなわち、移載ロボット６によってシッピングボックス１３から半導体ウェハ１を取り出し、これをＦＯＵＰ２に移し替える。

なお、本実施の形態の移載ステーション１００には、その移し替え部４にＩＤリーダ１１が設置されているため、シッピングボックス１３からＦＯＵＰ２に半導体ウェハ１を移し替える際に、半導体ウェハ１、シッピングボックス１３およびＦＯＵＰ２における移し替え前後のＩＤ（識別情報）を認識する。

すなわち、半導体ウェハ１を移し替える前に、まず、シッピングボックス１３とＦＯＵＰ２のそれぞれのＩＤを読み取る。続いて、移載ロボット６によってシッピングボックス１３から半導体ウェハ１を取り出し、そこで、取り出した半導体ウェハ１のＩＤを読み取る。

その後、移載ロボット６によって半導体ウェハ１を支持し、これをＦＯＵＰ２に移し替える。

なお、半導体ウェハ１の移し替えは、１枚ずつ必要枚数だけ順次行う。

続いて、この移し替え後のシッピングボックス１３とＦＯＵＰ２のＩＤを再び読み取る。

なお、ＩＤの読み取りについては、必ずしも行うものではなく、また、搬送容器あるいは半導体ウェハ１の何れか一方のＩＤのみを読み取ってもよい。

半導体ウェハ１のシッピングボックス１３からＦＯＵＰ２への移し替え終了後、シッピングボックス１３と半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２とを、再び、クレーン７により自動でローダ８からストッカー５の所定の棚に移動させる。

その後、移し替えが行われた半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２を移載ステーション１００のストッカー５から所定のウェハ処理装置１０に移動させる。

すなわち、ストッカー５の搬入出窓５ａおよびウェハ投入室１７の搬入出窓１７ａを介してＦＯＵＰ２をウェハ投入室外に配置されたベイ間搬送用の自動搬送車であるＯＨＳ１６上に載置し、その後、このＯＨＳ１６によって所定のベイのストッカー５（例えば、図４に示す下側に設置された移し替えを行わないストッカー５）にＦＯＵＰ２を搬送し、一端、このストッカー５にＦＯＵＰ２を保管する。

続いて、ウェハ処理装置１０によって半導体ウェハ１にフォトリソグラフィ処理を行うための所定の前処理を行う。

その後、前記前処理を終えた半導体ウェハ１に対して、フォトリソグラフィ工程のベイで以降の処理を行っていく。

まず、ベース基板であるシリコン基板１００１上にＳｉＯ2 膜１００２（酸化膜）を形成し、その後、ＳｉＯ2 膜１００２の上にレジスト膜１００３を形成して図１０（ａ）に示すような半導体ウェハ１を準備する。

つまり、本実施の形態のフォトリソグラフィ加工では、図１０（ａ）に示すように、シリコン基板１００１の主面上にＳｉＯ2 膜１００２を堆積し、さらに、ＳｉＯ2 膜１００２上にレジスト膜１００３を塗布（形成）した半導体ウェハ１を準備する。

続いて、複数の半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２をベイ内搬送であるＡＧＶ１２（ＲＧＶ１５の場合もある）に移し替え、必要な処理に応じてＡＧＶ１２を所定のウェハ処理装置１０まで移動させる。

まず、ウェハ処理装置１０である露光装置の前までＡＧＶ１２を移動させ、このウェハ処理装置１０を用いて、半導体ウェハ１に露光処理を行う。

なお、ウェハ処理装置１０内の清浄度クラスは、例えば、クラス１である。

まず、露光パターンを半導体ウェハ１のレジスト膜１００３に露光する。

ここでは、半導体ウェハ１に露光する露光パターンが形成されたレチクルに、図１０（ｂ）に示すように、露光光９を照射することにより、前記露光パターンを半導体ウェハ１のレジスト膜１００３に露光する。

つまり、露光光９をシリコン基板１００１の主面のレジスト膜１００３に照射することにより露光処理を行う。

この際、前記レチクルを通過することにより、露光光９がレジスト膜１００３に照射される。ここでは、直径ΔＷの開口孔形成領域１００３ｂには露光光９は照射されない。

本実施の形態では、レジスト膜１００３はネガ形のものである。

続いて、露光終了後、処理済みの半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０から取り出し、再び、ＦＯＵＰ２に収容する。

その後、このＦＯＵＰ２をＡＧＶ１２に載置し、他のウェハ処理装置１０である現像装置の前まで搬送し、そこで、レジスト膜１００３の現像を行う。

その際、露光装置の場合と同じ方法で、現像装置内に半導体ウェハ１を移載し、そこで半導体ウェハ１を順次現像する。

これにより、露光光９が照射されなかった直径ΔＷの開口孔形成領域１００３ｂのみが現像液に溶けて除去され、図１１（ａ）に示すように、そこに開口孔１００３ａが形成される。

続いて、酸化膜であるＳｉＯ2 膜１００２のエッチングを行う。

すなわち、現像終了後、前記現像装置から半導体ウェハ１を取り出し、ＦＯＵＰ２に順
次収容した後、再び、ＡＧＶ１２を用いて、ＦＯＵＰ２をエッチング装置の前まで運ぶ。

その後、露光装置の場合と同じ方法で、エッチング装置内に半導体ウェハ１を移載し、そこで半導体ウェハ１を順次エッチングする。

つまり、図１１（ａ）に示すレジスト膜１００３の開口孔１００３ａから露出したＳｉＯ2 膜１００２をエッチングによって除去し、これにより、図１１（ｂ）に示すように、ＳｉＯ2 膜１００２にコンタクトホール１００２ａを形成する。

その後、アッシングなどによってレジスト膜１００３を除去する。

すなわち、エッチング処理終了後、前記エッチング装置から半導体ウェハ１を取り出し、ＦＯＵＰ２に順次収容した後、再び、ＡＧＶ１２を用いてＦＯＵＰ２をアッシング装置の前まで運ぶ。

その後、露光装置の場合と同じ方法で、アッシング装置内に半導体ウェハ１を移載し、そこで半導体ウェハ１を順次アッシング処理する。

これにより、図１１（ｃ）に示すように、露光パターンである直径ΔＷのコンタクトホール１００２ａを有するＳｉＯ2 膜１００２をシリコン基板１００１上に形成したことになる。

その後、同様の露光方法を繰り返して、半導体ウェハ１の各チップ領域に所望の回路パターンを形成し、これにより、各チップ領域に所望の半導体集積回路を形成する。

なお、所定の工程を終了した半導体ウェハ１に対してこれを収容したＦＯＵＰ２の洗浄を行う際には、例えば、図３に示すクリーンルーム３において、図４に示すような移載ステーション１００が設置されたベイまで、ベイ間搬送用のＯＨＳ１６によって洗浄が行われる半導体ウェハ１入りＦＯＵＰ２を搬送する。

まず、図１に示す移載ステーション１００のストッカー５の搬入出窓５ａからこのＦＯＵＰ２を搬入してストッカー５の棚に載置する。

その後、移載ステーション１００において、半導体ウェハ１をＦＯＵＰ２から他のＦＯＵＰ２に移し替える。

その際、動作開始のスタートスイッチをＯＮにすると、まず、ストッカー５の所定の棚に載置された半導体ウェハ１入りＦＯＵＰ２をクレーン７によって把持し、このクレーン７によって自動でＦＯＵＰ２を移し替え部４に移動させる。

さらに、移し替え部４のローダ８に半導体ウェハ１入りＦＯＵＰ２を配置する。

同様にして、予めストッカー５の棚に保管されていた他のＦＯＵＰ２をクレーン７によ
って把持して移し替え部４に移動させ、そこで、このＦＯＵＰ２をローダ８に配置する。

その後、搬送容器間で、図１および図９に示す移載ロボット６によって半導体ウェハ１を移し替える。

すなわち、移載ロボット６によってＦＯＵＰ２から半導体ウェハ１を取り出し、これを他のＦＯＵＰ２に移し替える。

その際、ウェハ投入室１７で行った方法と同様に、移し替え前後の２つのＦＯＵＰ２および半導体ウェハ１のＩＤを、ＩＤリーダ１１によって読み取る。

さらに、移し替え終了後、空となったＦＯＵＰ２と半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２とを、再び、クレーン７により自動でローダ８からストッカー５の所定の棚に移動させる。

その後、移し替えが行われた半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２を、移載ステーション１００のストッカー５の搬入出窓５ａを介してＯＨＳ１６上に載置し、その後、このＯＨＳ１６によって所定のベイのストッカー５（例えば、図４に示す下側に設置された移し替えを行わないストッカー５）にＦＯＵＰ２を搬送し、一端、このストッカー５にＦＯＵＰ２を保管する。

一方、空になったＦＯＵＰ２をストッカー５の搬入出窓５ｃから取り出し、他のエリアに設置された洗浄装置で洗浄する。

その後、前工程処理を終えた半導体ウェハ１を収容したＦＯＵＰ２を後工程処理のエリアに搬送し、そこで、後工程を開始する。

つまり、ダイシングによって半導体ウェハ１から個々の半導体チップを取得し、この半導体チップを用いてダイボンディング、ワイヤボンディングおよび封止などを行って所望の半導体装置を組み立てる。

なお、ワイヤボンディングや封止の種類については、半導体装置のタイプに応じて変更可能なものである。

本実施の形態の搬送方法および装置ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。

すなわち、半導体ウェハ１の移し替え時のＦＯＵＰ２などの搬送容器の配置、移し替えおよび移し替え後の搬送容器の移動を自動で行うとともに、ストッカー５（保管部）によって複数の搬送容器を保管できるため、半導体ウェハ１の移し替えの自動化を図ることができ、かつ移し替え前後の搬送容器のバッファ機能を持つことができる。

すなわち、搬送容器間での半導体ウェハ１の移し替えおよびストッカー５からの搬送容器の出し入れを自動化でき、かつ、ストッカー５に搬送容器のバッファ機能を持たせることができる。

さらに、移し替え部４とストッカー５とを有することにより、両者を一体にした移載ステーション１００（搬送装置）とすることができる。

その結果、半導体ウェハ１の搬送容器間での移し替えを投資面、スペース面および運用面で効率良く行うことが可能になる。

なお、本実施の形態では、被処理物が半導体ウェハ１である。したがって、半導体前工程ラインの物流のキーポイントである半導体ウェハ１の搬送容器間の移し替えを、ストッカー５と一体となった移し替え部４で行うことができ、これにより、半導体工場内の物流を妨げることなく移し替えを行うことができる。

さらに、本実施の形態のように、半導体ウェハ１が大形（例えば、直径３００ｍｍ）の場合、半導体ウェハ１の移し替えを作業者を介在させずに自動で行うことができるため、安全性を確保することができる。

また、移載ステーション１００において移し替え部４とストッカー５とを個別の設計とすることにより、半導体ウェハ１の移し替えを行う必要がある搬送容器が保管されたストッカー５のみに対して、後付けで移し替え部４を取り付けることが可能になる。

すなわち、特定のストッカー５のみに移し替え部４を取り付けることができる。

これにより、移載ステーション１００の設置に関してフレキシビリティを確保することができる。

また、搬送容器と移載ステーション１００との標準化を行うことにより、シッピングボックス１３⇔ＦＯＵＰ２、ＦＯＵＰ２⇔ＦＯＵＰ２、シッピングボックス１３⇔ＦＯＵＰ２などあるゆる搬送容器の組み合わせに対応することができる。

これにより、種々の搬送容器間での半導体ウェハ１の移し替えと、これら搬送容器の搬送を自動で行うことができ、その結果、工場全体の自動化を図ることができる。

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、本発明は前記発明の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。

例えば、実施の形態で説明した移載ロボット６は、半導体ウェハ１を１枚ずつ移し替えるものであったが、図９に示す移載ロボット６のハンド部６ｃが積層されて複数設けられていることにより、複数の半導体ウェハ１を同時に一括して移し替えることもできる。

これにより、移し替えに費やす時間を大幅に短縮することができ、移し替えの作業の効率化を図ることができる。

また、被処理物として、ウェハ処理装置１０の状態を確認するモニタウェハを使用し、かつ前記実施の形態の搬送装置を用いて、１つの搬送容器に収容された複数のモニタウェハの複数の前記搬送容器への分割移し替え、あるいは、複数の搬送容器に収容された複数の前記モニタウェハの１つの搬送容器への合併移し替えを行うことにより、複数のモニタウェハを他の複数の搬送容器に分けて収容することや、または、複数のモニタウェハを他の搬送容器に合併して収容することが可能になる。

したがって、モニタウェハをストッカー５の搬送容器に保管しておき、必要に応じて所望の搬送容器に必要枚数だけ短時間でモニタウェハを移し替えることが可能になる。

これにより、モニタウェハの自動供給を行うことができ、その結果、ウェハ処理装置１０の状態確認作業の自動化を図ることができる。

また、前記実施の形態における移載ロボット６は、ローダ８を兼ね備えたものであってもよい。

なお、移載ステーション１００である搬送装置が、移し替え部４とストッカー５とを兼ね備えたことにより、１つの搬送容器における被処理物の並べ替え（ソート）を行うことができる。

また、前記実施の形態では、移し替え部４とストッカー５とが一体となった搬送装置の場合を説明したが、前記搬送装置は、ストッカー５の内部に移し替え部４を取り付けた移し替え機構内蔵のストッカー５であってもよい。

さらに、半導体装置の製造方法として、フォトリソグラフィ工程の場合を説明したが、半導体製造工程は、移載ステーション１００（搬送装置）を設置して搬送容器間での半導体ウェハ１の移し替えが行われる工程であれば、フォトリソグラフィ工程以外の拡散や洗浄工程などの如何なる半導体製造工程であってもよい。

また、前記実施の形態では、被処理物が半導体ウェハ１の場合を説明したが、前記被処理物は、例えば、ディスク基板などであってもよく、その場合の搬送装置は、磁気ディスクの製造ラインなどで用いられる移載ステーション１００となる。

本発明は、大形の半導体ウェハの搬送に好適である。

本発明による搬送装置の構造の実施の形態の一例を示す平面図である。 本発明による搬送装置の構造の実施の形態の一例を示す平面図である。 本発明の搬送装置が設置されたクリーンルームの構造の一例を示す部分構成図である。 図３に示すクリーンルームのＡ部の構造を示す拡大部分平面図である。 本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるシッピングボックスの構造を示す斜視図である。 本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるＦＯＵＰの構造を示す斜視図である。 本発明の搬送装置に用いられる搬送容器の一例であるオープンカセットの構造を示す斜視図である。 （ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の半導体装置の製造方法で用いられる自動搬送車の構造の一例を示す部分斜視図であり、（ａ）はＡＧＶ、（ｂ）はＲＧＶ、（ｃ）はＯＨＳである。 本発明の搬送装置の移し替え部に設けられた移し替え手段である移載ロボットの構造の一例を示す側面図である。 （ａ),（ｂ）は本発明の搬送装置を用いた半導体装置の製造方法の一例を示す要部断面図である。 （ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の搬送装置を用いた半導体装置の製造方法の一例を示す要部断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法で用いられる自動搬送車の一例であるＯＨＴの構造を示す部分斜視図である。

符号の説明

１ 半導体ウェハ（被処理物）
２ ＦＯＵＰ（搬送容器）
２ａ 本体部
２ｂ ドア部
２ｃ ロボットハンド部
２ｄ マニュアルハンド部
２ｅ ボトムレール
２ｆ サイドレール
２ｇ ロック用切り欠き
２ｈ 位置決め用切り欠き
３ クリーンルーム
４ 移し替え部
５ ストッカー（保管部）
５ａ，５ｂ，５ｃ 搬入出窓
６ 移載ロボット（移し替え手段）
６ａ 本体部
６ｂ アーム部
６ｃ ハンド部
７ クレーン（搬送容器移動手段）
８ ローダ
９ 露光光
１０ ウェハ処理装置
１１ ＩＤリーダ（識別情報認識手段）
１２ ＡＧＶ
１２ａ ガイドテープ
１３ シッピングボックス（搬送容器）
１３ａ 本体部
１３ｂ ドア部
１３ｃ ロボットハンド部
１３ｄ マニュアルハンド部
１３ｅ ボトムレール
１４ オープンカセット（搬送容器）
１４ａ 本体部
１４ｂ 開口部
１５ ＲＧＶ
１５ａ ガイドレール
１６ ＯＨＳ
１６ａ 天井レール
１７ ウェハ投入室
１７ａ 搬入出窓
１８ ＯＨＴ
１００ 移載ステーション（搬送装置）
１００１ シリコン基板
１００２ ＳｉＯ2 膜
１００２ａ コンタクトホール
１００３ レジスト膜
１００３ａ 開口孔
１００３ｂ 開口孔形成領域

Claims (4)

1. 被処理物である半導体ウェハを収容可能な搬送容器を保管する保管部と、前記搬送容器間で前記半導体ウェハの移し替えが行われる移し替え部とを備えた搬送装置を準備する工程と、
   前記搬送装置において、前記保管部の前記搬送容器を前記移し替え部に移動して前記移し替え部に設けられたローダに自動で前記搬送容器を配置する工程と、
   前記搬送容器間で前記移し替え手段によって前記半導体ウェハを移し替える工程と、
   前記半導体ウェハの移し替え後、前記ローダから前記保管部に自動で前記搬送容器を移動する工程と、
   前記半導体ウェハを収容した前記搬送容器を前記搬送装置の前記保管部からウェハ処理装置に移動する工程と、
   前記ウェハ処理装置によって前記半導体ウェハに所望の処理を行う工程と、
   前記処理終了後、前記ウェハ処理装置から前記半導体ウェハを取り出して、前記処理済みの前記半導体ウェハを用いて半導体装置を組み立てる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記搬送容器間で前記半導体ウェハを移し替える際に、前記半導体ウェハまたは前記搬送容器もしくはその両者における移し替え前後の識別情報を認識することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２記載の半導体装置の製造方法において、前記搬送容器間で前記半導体ウェハを移し替える際に、前記搬送容器に収容された複数の前記半導体ウェハを同時に移し替えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項１，２または３記載の半導体装置の製造方法において、１つの前記搬送容器に収容された複数の前記被処理物であるモニタウェハの複数の前記搬送容器への分割移し替えまたは複数の前記搬送容器に収容された複数の前記モニタウェハの１つの前記搬送容器への合併移し替えを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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