JP4142183B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に半導体ウェハを密閉式で収容するキャリアカセットの異物付着低減に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体製造工程のうち、前工程においては、各工程間で半導体ウェハ（被処理物）の搬送が行われるため、種々の半導体ウェハのキャリアカセットが用いられている。
【０００４】
このキャリアカセットには、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod)と呼ばれる密閉式のものと、ＯＣ（Open Cassette)と呼ばれる非密閉式のものとがあり、両者とも、複数の半導体ウェハをそれぞれに空間を介して重ねて配置収容するものである。
【０００５】
このうち、ＦＯＵＰは、半導体ウェハの出し入れが行われる開口部を有したカセット本体と、この開口部を塞ぐ扉（蓋部材）とから構成される。
【０００６】
今後、直径３００ｍｍの半導体ウェハを用いる際には、ＦＯＵＰを使用したミニエンバイロメントの思想が求められる。
【０００７】
なお、ＦＯＵＰを用いた半導体製造技術については、例えば、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頁に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術のＦＯＵＰにおいては、その扉を開いた際、ＦＯＵＰ内の圧力が減少し、外気の吸い込みが発生する。その際、扉の開速度が大きいと、外気の吸い込み速度も大きくなり、装置外部の汚れた空気をＦＯＵＰ内に取り込むことになる。
【０００９】
なお、半導体ウェハは、その回路形成面が上方を向いて収容されているため、ＦＯＵＰの開口部の上部から流れ込んだ空気が半導体ウェハの回路形成面に接触すると、これによって運ばれた異物が回路形成面に付着することになる。
【００１０】
その結果、この回路形成面への異物付着が製品の歩留り低下の要因となることが問題とされる。
【００１１】
本発明の目的は、被処理物への異物付着を低減するとともに、クリーンルームの空調エネルギなどにおける消費エネルギの削減を図る半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
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。
【００１３】
【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、以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、複数の被処理物である半導体ウェハを収容するカセット本体と、前記半導体ウェハの出し入れが行われる四角形の開口部を塞いで前記カセット本体を密閉可能な蓋部材とを備えたキャリアカセットを準備する工程と、前記半導体ウェハを収容した前記キャリアカセットをウェハ処理装置の被処理物搬入出部であるローダ部に配置した後、前記キャリアカセットの前記開口部から流入する外気のうち、前記キャリアカセット内の前記半導体ウェハの被処理面である回路形成面に向かって流入する前記外気が最も少なくなるように前記蓋部材を開ける工程と、前記半導体ウェハを前記開口部を介して前記ウェハ処理装置内に移載した後、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半導体ウェハを空の前記キャリアカセットに収容し、その後、前記蓋部材を取り付けて前記キャリアカセットを密閉する工程と、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し、前記蓋部材を開けた際に、前記開口部の前記半導体ウェハの前記回路形成面に対向する上辺の前記カセット本体と前記蓋部材との隙間が、前記開口部の４つの辺において形成される前記隙間のうち最も小さくなるように形成された前記キャリアカセットを用いるものである。
【００１５】
これにより、被処理物の被処理面への異物の付着を低減することができる。
【００１６】
したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても被処理物への異物付着を抑えることが可能になり、その結果、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１は本発明のキャリアカセットとそれに用いる蓋部材の構造の実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、（ａ）はキャリアカセット、（ｂ）は蓋部材、図２は図１に示すキャリアカセットのドア部（蓋部材）とその嵌合面の構造の一例を示す図であり、（ａ）は縦（高さ）方向の部分拡大断面図、（ｂ）は水平方向の部分拡大断面図、（ｃ）はドア開放時の縦（高さ）方向の部分拡大断面図、図３は図１に示すキャリアカセットにおけるウェハ収容状態の一例を示す断面図、図４は本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態の一例を示す部分斜視図、図５は本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットのウェハ処理装置への受渡し動作の一例を示す動作概念図、図６（ａ),（ｂ）および図７（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセット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。
【００２０】
本実施の形態のキャリアカセット２は、複数の半導体ウェハ１（被処理物）を密閉式で収容可能な容器であり、半導体製造工程のうち、特に、前工程の各工程間で半導体ウェハ１を搬送する際などに用いられるものである。
【００２１】
すなわち、本実施の形態のキャリアカセット２は、ＦＯＵＰであり、図３に示すように、複数の半導体ウェハ１をそれぞれに空間を介して重ねて配置かつ収容するものである。
【００２２】
ここで、図１〜図３を用いて、キャリアカセット２（ＦＯＵＰ）の構成について説明すると、複数の半導体ウェハ１を空間を介して積層させて収容し、かつ半導体ウェハ１の出し入れが行われる四角形の開口部２ｃを備えた箱型のカセット本体２ａと、開口部２ｃを塞いでカセット本体２ａを密閉可能な扉であるドア部２ｂ（蓋部材）とから構成され、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａに収容された半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する前記外気が最も少なくなるように、図２（ｃ）に示すようにドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されている。
【００２３】
すなわち、開口部２ｃから流入する外気のバランスを、開口部２ｃの４つの辺において上辺２ｄからの外気が最も少なくなるように形成したものである。
【００２４】
したがって、四角形の開口部２ｃの４辺のうち、上辺２ｄに形成される隙間３ａが、４辺のうちで最も小さければよい。例えば、４辺の上辺２ｄの隙間３ａのみが他の３辺より小さくてもよいし、また、上辺２ｄと左辺２ｕと右辺２ｖの隙間３ａ（本実施の形態では、開口部２ｃの４辺に形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さいものを隙間３ａとする）が同じ大きさで、かつ下辺２ｇの隙間３ｂより小さくてもよい。
【００２５】
本実施の形態のキャリアカセット２では、ドア部２ｂを開けた際に、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａ（被処理面）に対向する上辺２ｄにおいて形成されるカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されている。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、ドア部２ｂを開けた際にカセット本体２ａとドア部２ｂとの間に隙間３ａ，３ｂを形成するカセット本体２ａおよびドア部２ｂの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔがドア部２ｂの開閉方向４に対して傾斜して形成され、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａに対向する上辺２ｄの嵌合面２ｅの傾斜角θ1 が、開口部２ｃの全ての辺の嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの傾斜角θ1 ，θ2 のうち最も小さい角度で形成されている。
【００２７】
したがって、本実施の形態のキャリアカセット２では、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄの隙間３ａが最も小さくなるように、例えば、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上辺２ｄの傾斜角θ1 を４°程度に、さらに、下辺２ｇ，左辺２ｕおよび右辺２ｖの傾斜角θ2 を４°より大きな角度で形成しておく。
【００２８】
すなわち、図２（ａ）に示すドア部２ｂにおいて、カセット本体２ａの開口部２ｃの上辺２ｄに対応した嵌合面２ｅだけ傾斜角θ1 が４°程度で、その他の辺に対応した嵌合面２ｆ，２ｓ，２ｔは４°より大きな傾斜角度で形成されている。
【００２９】
これにより、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄにおけるカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａを他の３辺（下辺２ｇ、左辺２ｕ、右辺２ｖ）の隙間３ｂより小さくできるため、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する前記外気を最も少なくすることができる。
【００３０】
なお、ドア部２ｂの内側周囲には、図１（ｂ）および図２に示すように、板状で、かつリング状のパッキン５が取り付けられ、これにより、ドア部２ｂとカセット本体２ａとの密閉をより確実に行うことが可能となる。
【００３１】
また、ドア部２ｂには、その上部に、図１（ｂ）に示すように、ドア部２ｂを閉めた際のドア固定を行うラッチ２ｈが突出自在に設けられている。
【００３２】
このラッチ２ｈは、ドア部２ｂを閉めた際に突出してドア部２ｂとカセット本体２ａとを固定するものであり、ドア部２ｂを開ける際には、図５に示すウェハ処理装置（被処理物処理装置）１０側に設けられたドア開閉機構１１のピンを、図１（ａ）に示すドア部２ｂの表面のピン受け用切り欠き２ｉに差し込んで回転させる。
【００３３】
これにより、ラッチ２ｈが引っ込み、ドア部２ｂを開けることができる。
【００３４】
なお、これらのドア部２ｂの開閉動作は、ウェハ処理装置１０のドア開閉機構１１により自動制御で行われる。
【００３５】
また、図１（ａ）に示すように、キャリアカセット２のドア部２ｂの表面には、図５に示すドア開閉機構１１のローダドア１１ａと位置決めを行う位置決め用切り欠き２ｊが設けられている。
【００３６】
さらに、キャリアカセット２のカセット本体２ａには、その天面に、図５に示す自動搬送車７（ＡＧＶ（Auto-matic Guided Vehicle)やＲＧＶ（Reil Guided Vehicle)）のハンドリング機構７ａのハンドリング用のロボットハンド部２ｋが設けられ、また、側面にも同様に、ハンドリング用のマニュアルハンド部２ｌ、サイドレール２ｍおよびボトムレール２ｎなどが設けられている。
【００３７】
なお、キャリアカセット２は、カセット本体２ａとドア部２ｂとも、例えば、ポリカーボネートなどによって形成され、または、カセット本体２ａの一部（半導体ウェハ１を支持する箇所）だけポリエーテルエーテルケトンなどによって形成されているものもある。
【００３８】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００３９】
ここでは、フォトリソグラフィ工程を例に取り上げ、図１（ａ）に示すキャリアカセット２を用いて、半導体ウェハ１に露光処理を行う場合を説明する。
【００４０】
なお、図６および図７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。
【００４１】
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６に示すような半導体ウェハ１を準備する。
【００４２】
つまり、本実施の形態のフォトリソグラフィ加工では、図６（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。
【００４３】
一方、複数の半導体ウェハ１（被処理物）を収容するカセット本体２ａと、半導体ウェハ１の出し入れが行われる四角形の開口部２ｃを塞いでカセット本体２ａを密閉可能なドア部２ｂ（蓋部材）とを備えたキャリアカセット２を準備する。
【００４４】
すなわち、図１（ａ）に示すキャリアカセット２（ＦＯＵＰ）を準備する。
【００４５】
なお、キャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａに対向する上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されているものである。
【００４６】
その後、このキャリアカセット２内に、露光処理が行われる複数の半導体ウェハ１をその主面である回路形成面１ａを上に向けて収容する。ここでは、図３に示すように、複数の半導体ウェハ１をそれぞれに空間を介して同じ向き（回路形成面１ａを上に向けて）に積層させて収容する。
【００４７】
続いて、複数の半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２を図４に示す自動搬送車７に載置する。
【００４８】
なお、図４に示す自動搬送車７は、ＲＧＶであり、この自動搬送車７には、キャリアカセット２を把持して移し換えるハンドリング機構７ａや自動搬送車７の動作を示す表示灯７ｂなどが設けられている。
【００４９】
また、図５に示すように、自動搬送車７によって半導体ウェハ１を搬送するクリーンルームは、その内部の天井などにＦＦＵ（Fan Filter Unit)８が設置され、例えば、清浄度クラスがクラス１０００〜１０００００程度の部屋である。
【００５０】
続いて、図４および図５に示すように、ウェハ処理装置１０である露光装置の前まで自動搬送車７を移動させ、自動搬送車７のハンドリング機構７ａによってウェハ処理装置１０のローダ部１２（被処理物搬入出部）上に半導体ウェハ１収容済みのキャリアカセット２を載せて配置させる。
【００５１】
その後、ローダ部１２上でキャリアカセット２をウェハ処理装置１０内方向に前進させ、そこで、ドア開閉機構１１のローダドア１１ａとキャリアカセット２とをドッキングする。
【００５２】
その際、ドア部２ｂの位置決め用切り欠き２ｊを用いてローダドア１１ａとドア部２ｂとを位置決めした後、ドア部２ｂのピン受け用切り欠き２ｉにローダドア１１ａに設けられたピン部材（図示せず）を差し込み、前記ピン部材を回転させることにより、キャリアカセット２のドア部２ｂをオープン可能な状態にする。
【００５３】
すなわち、ドア部２ｂのラッチ２ｈを引っ込める。
【００５４】
続いて、ドア開閉機構１１を移動させてキャリアカセット２のドア部２ｂを開ける。
【００５５】
なお、キャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に形成される開口部２ｃの上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において最も小さくなるように形成されている。
【００５６】
つまり、キャリアカセット２では、図２（ｃ）に示すように、開口部２ｃの上辺２ｄにおける隙間３ａが最も小さく、他の３辺（下辺２ｇ、左辺２ｕおよび右辺２ｖ）における隙間３ｂは、上辺２ｄの隙間３ａよりも大きい。
【００５７】
これにより、ドア部２ｂを開けると、キャリアカセット２の開口部２ｃから流入する外気のうち、キャリアカセット２内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａ（被処理面）に向かって流入する前記外気を最も少なくできる。
【００５８】
したがって、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに付着する異物の量を低減できる。
【００５９】
続いて、図５に示す移載ロボット６により、半導体ウェハ１をカセット本体２ａの開口部２ｃを介してウェハ処理装置１０内に移載し、その後、半導体ウェハ１に所望の処理を行う。
【００６０】
すなわち、半導体ウェハ１に露光処理を行う。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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６（ａ）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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
本実施の形態では、レジスト膜１００３はネガ形のものである。
【００６７】
続いて、露光終了後、移載ロボット６によって半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０から取り出し、空のキャリアカセット２に移載して収容する。
【００６８】
さらに、全ての半導体ウェハ１の移載を終了した後、ドア開閉機構１１によりカセット本体２ａにドア部２ｂを取り付けてキャリアカセット２を密閉する。
【００６９】
すなわち、キャリアカセット２のドア部２ｂを閉めてキャリアカセット２を密閉する。
【００７０】
続いて、キャリアカセット２とドア開閉機構１１のローダドア１１ａとを離脱し、キャリアカセット２をハンドリング機構７ａによって自動搬送車７（ＡＧＶ）に載せる。
【００７１】
つまり、露光処理済みの半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２を再び、自動搬送車７に載せ、別のウェハ処理装置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。
【００７２】
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。
【００７３】
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７（ａ）に示すように、そこに開口孔１００３ａが形成される。
【００７４】
続いて、酸化膜であるＳｉＯ2 膜１００２のエッチングを行う。
【００７５】
すなわち、現像終了後、前記現像装置から移載ロボット６により、半導体ウェハ１を取り出し、キャリアカセット２に順次収容した後、再び、自動搬送車７を用いて、キャリアカセット２をエッチング装置の前まで運ぶ。
【００７６】
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。
【００７７】
つまり、図７（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７（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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移載ロボット６により、半導体ウェハ１を取り出し、キャリアカセット２に順次収容した後、再び、自動搬送車７を用いてキャリアカセット２をアッシング装置の前まで運ぶ。
【００８０】
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。
【００８１】
これにより、図７（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。
【００８２】
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。
【００８３】
続いて、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。
【００８４】
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。
【００８５】
本実施の形態のキャリアカセットおよび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。
【００８６】
すなわち、キャリアカセット２において、ドア部２ｂを開けた際の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるように、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが形成されていることにより、半導体ウェハ１の回路形成面１ａへの異物の付着を低減することができる。
【００８７】
したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても半導体ウェハ１への異物付着を抑えることが可能になる。
【００８８】
その結果、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、被処理物が半導体ウェハ１であり、さらに、四角形の開口部２ｃの上辺２ｄでのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されている。これにより、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃの上辺２ｄから流入する外気の量を最も少なくするものである。
【００９０】
その結果、開口部２ｃの上辺２ｄからの空気の巻き込みを抑えることが可能になり、したがって、半導体ウェハ１の回路形成面１ａへの異物の付着を最小限に止めることができる。
【００９１】
これにより、半導体製品の歩留りを向上させることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、実施の形態で説明したキャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気を最も少なくして異物付着を低減するものであったが、ドア部２ｂを開ける前に、カセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高めて、これにより、ドア部２ｂを開けた際に外気が流入するのを防ぐようにしてもよい。
【００９４】
図８に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、この方法を取り入れたものである。
【００９５】
すなわち、図８に示すキャリアカセット２は、そのカセット本体２ａの底部に、カセット本体２ａ内にＮ2 やドライエアなどのパージガス１３を導入する際にノズル１４が差し込まれる差し込み口２ｐが形成されているものである。
【００９６】
したがって、このキャリアカセット２を用いる際には、半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２をウェハ処理装置１０の被処理物搬入出部であるローダ部１２に配置した後、ローダ部１２に設けられたノズル１４をキャリアカセット２のカセット本体２ａの差し込み口２ｐに差し込む。
【００９７】
続いて、ノズル１４からカセット本体２ａ内にパージガス１３を供給し、これにより、カセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高くする。
【００９８】
その後、前記実施の形態と同じ方法でドア部２ｂを開け、さらに、移載ロボット６により半導体ウェハ１をキャリアカセット２からウェハ処理装置１０に移載する。
【００９９】
さらに、ウェハ処理装置１０内で半導体ウェハ１に対して所定の処理を行った後、再び、移載ロボット６により半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０からキャリアカセット２に戻し、ドア部２ｂを閉める。
【０１００】
その後、パージガス１３の供給を停止してノズル１４をカセット本体２ａから離脱させる。
【０１０１】
なお、カセット本体２ａにおける差し込み口２ｐの内側には、パージガス１３を導入した際に、異物を除去するフィルタ２ｑが設けられていることが好ましい。
【０１０２】
さらに、パージガス１３の供給停止は、ドア部２ｂを開けた後、半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０内に移送させる前に行ってもよい。
【０１０３】
なお、図８の他の実施の形態のキャリアカセット２では、前記実施の形態のようなカセット本体２ａの開口部２ｃにおける隙間３ａと隙間３ｂとの形成については行っても、行わなくても何れでもよい。
【０１０４】
図８に示すキャリアカセット２によれば、ノズル１４が差し込まれる差し込み口２ｐがカセット本体２ａに形成されていることにより、ドア部２ｂを開ける際に、予め、このノズル１４を介してカセット本体２ａ内にパージガス１３を供給してカセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高くしてからドア部２ｂを開けることが可能になる。
【０１０５】
これにより、ドア部２ｂを開けた際には、カセット本体２ａ内の圧力が外部の圧力より高くなっているため、カセット本体２ａ内に外気が引き込まれることがなく、したがって、カセット本体２ａ内への異物の侵入を防ぐことができる。
【０１０６】
その結果、半導体ウェハ１などの被処理物への異物の付着を低減することができ、これにより、前記被処理物の歩留りを向上できる。
【０１０７】
また、前記実施の形態のキャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａ内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるようにドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されているものである。
【０１０８】
したがって、カセット本体２ａおよびドア部２ｂの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの形状は、様々のものが考えられる。
【０１０９】
ここで、図９（ａ）に示すキャリアカセット２では、ドア部２ｂの上辺２ｄ部の嵌合面２ｅには小さな溝である凹部２ｒが形成され、下辺２ｇ部の嵌合面２ｆには、これより大きな容積の凹部２ｒが形成されている。なお、この場合には、左右の嵌合面２ｓ，２ｔは、上辺２ｄ部の嵌合面２ｅの凹部２ｒと同じか、それより大きな容積の凹部２ｒが設けられていればよい。
【０１１０】
なお、図９（ａ）に示す嵌合面２ｅ，２ｆには、前記実施の形態と同様の傾斜角θ1 ，θ2 が設けられている。
【０１１１】
また、図９（ｂ）に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、パッキン５の断面形状を変えたものであり、パッキン５は、平板状のものに限定されずに、その断面形状が円形のものであってもよい。
【０１１２】
ただし、シール性を高めるためには、断面形状が平板状のものを用いることが好ましい。
【０１１３】
また、図１０に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、上辺２ｄの嵌合面２ｅが前記実施の形態のような傾斜角θ1 を有しておらず、嵌合面２ｅが、図２（ｃ）に示すドア部２ｂの開閉方向４と平行に形成されている場合である。
【０１１４】
ここで、図１０（ａ）のキャリアカセット２は、断面形状が平板状のパッキン５を用いて、嵌合面２ｅをドア部２ｂの前記開閉方向４と平行に形成してものであり、図１０（ｂ）に示すキャリアカセット２は、図１０（ａ）のキャリアカセット２に対してこれのドア部２ｂの嵌合面２ｅに溝である凹部２ｒを形成したものであり、さらに、図１０（ｃ）に示すキャリアカセット２は、図１０（ａ）のキャリアカセット２に対してこれのパッキン５の断面形状を円形としたものである。
【０１１５】
なお、キャリアカセット２は、図９や図１０などに示すようなカセット本体２ａとドア部２ｂとの嵌合面２ｅ，２ｆの形状を、カセット本体２ａの開口部２ｃの各辺に適応して組み合わせることにより、結果的に、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａ内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるように、ドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されていれば、開口部２ｃの上辺２ｄ、下辺２ｇ、左辺２ｕおよび右辺２ｖでの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの形状の組み合わせは、如何なるものであってもよい。
【０１１６】
また、前記実施の形態（図１）および前記他の実施の形態（図８〜図１０）に示したキャリアカセット２は、ドア部２ｂの外側外周とカセット本体２ａの先端内側とがシールする構造のものであったが、キャリアカセット２は、図１１の他の実施の形態に示すキャリアカセット２のように、ドア部２ｂの内周部とカセット本体２ａの先端外側とがパッキン５を介してシールする構造のものであってもよい。
【０１１７】
図１１に示す他の実施の形態のキャリアカセット２においても、前記実施の形態のキャリアカセット２と同様の作用効果が得られる。
【０１１８】
また、前記実施の形態では、キャリアカセット２の搬送をＡＧＶによって行う場合について説明したが、キャリアカセット２の搬送手段については、前記ＡＧＶまたはＲＧＶに限定されるものではなく、例えば、図１２に示すようなＯＨＴ（Over-head Hoist Transport)と呼ばれる天井を走行させる搬送システムなどであってもよい。
【０１１９】
また、前記実施の形態および前記他の実施の形態では、キャリアカセット２に収容される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、レチクルなどであってもよく、その場合のキャリアカセット２は、レチクルキャリアとなる。
【０１２０】
さらに、半導体装置の製造方法として、ウェハ処理装置１０が露光装置で、かつ半導体製造工程が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、キャリアカセット２を用いて半導体ウェハ１やレチクルなどの被処理物を搬送し、ウェハ処理装置１０に対しての前記被処理物の移載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く、その際のウェハ処理装置１０も露光装置に限定されるものではない。
【０１２１】
【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。
【０１２２】
（１）．キャリアカセットにおいて蓋部材を開けた際のカセット本体と蓋部材との隙間が、被処理物の被処理面に向かって流入する外気が最も少なくなるように形成されていることにより、被処理物の被処理面への異物の付着を低減することができる。したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても被処理物への異物付着を抑えることが可能になる。
【０１２３】
（２）．前記（１）により、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【０１２４】
（３）．被処理物が半導体ウェハである場合には、半導体ウェハの回路形成面への異物付着を低減することができ、これにより、半導体製品の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ),（ｂ) は本発明のキャリアカセットとそれに用いる蓋部材の構造の実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、（ａ）はキャリアカセット、（ｂ）は蓋部材である。
【図２】（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセットのドア部（蓋部材）とその嵌合面の構造の一例を示す図であり、（ａ）は縦（高さ）方向の部分拡大断面図、（ｂ）は水平方向の部分拡大断面図、（ｃ）はドア開放時の縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示すキャリアカセットにおけるウェハ収容状態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態の一例を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットのウェハ処理装置への受渡し動作の一例を示す動作概念図である。
【図６】（ａ),（ｂ）は図１に示すキャリアカセット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。
【図７】（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセット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。
【図８】本発明の他の実施の形態のキャリアカセットを用いた半導体ウェハの受け渡し方法を示す部分拡大概念図である。
【図９】（ａ),（ｂ）は本発明の他の実施の形態のキャリアカセットのドア部とその嵌合面の構造を示す縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図１０】（ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の他の実施の形態のキャリアカセットの上辺のドア部とその嵌合面の構造を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態のキャリアカセットのドア部とその嵌合面の構造を示す縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態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）
１ａ 回路形成面（被処理面）
２ キャリアカセット
２ａ カセット本体
２ｂ ドア部（蓋部材）
２ｃ 開口部
２ｄ 上辺
２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔ 嵌合面
２ｇ 下辺
２ｈ ラッチ
２ｉ ピン受け用切り欠き
２ｊ 位置決め用切り欠き
２ｋ ロボットハンド部
２ｌ マニュアルハンド部
２ｍ サイドレール
２ｎ ボトムレール
２ｐ 差し込み口
２ｑ フィルタ
２ｒ 凹部
２ｕ 左辺
２ｖ 右辺
３ａ，３ｂ 隙間
４ 開閉方向
５ パッキン
６ 移載ロボット
７ 自動搬送車
７ａ ハンドリング機構
７ｂ 表示灯
８ ＦＦＵ
９ 露光光
１０ ウェハ処理装置（被処理物処理装置）
１１ ドア開閉機構
１１ａ ローダドア
１２ ローダ部（被処理物搬入出部）
１３ パージガス
１４ ノズル
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
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に半導体ウェハを密閉式で収容するキャリアカセットの異物付着低減に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体製造工程のうち、前工程においては、各工程間で半導体ウェハ（被処理物）の搬送が行われるため、種々の半導体ウェハのキャリアカセットが用いられている。
【０００４】
このキャリアカセットには、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod)と呼ばれる密閉式のものと、ＯＣ（Open Cassette)と呼ばれる非密閉式のものとがあり、両者とも、複数の半導体ウェハをそれぞれに空間を介して重ねて配置収容するものである。
【０００５】
このうち、ＦＯＵＰは、半導体ウェハの出し入れが行われる開口部を有したカセット本体と、この開口部を塞ぐ扉（蓋部材）とから構成される。
【０００６】
今後、直径３００ｍｍの半導体ウェハを用いる際には、ＦＯＵＰを使用したミニエンバイロメントの思想が求められる。
【０００７】
なお、ＦＯＵＰを用いた半導体製造技術については、例えば、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頁に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術のＦＯＵＰにおいては、その扉を開いた際、ＦＯＵＰ内の圧力が減少し、外気の吸い込みが発生する。その際、扉の開速度が大きいと、外気の吸い込み速度も大きくなり、装置外部の汚れた空気をＦＯＵＰ内に取り込むことになる。
【０００９】
なお、半導体ウェハは、その回路形成面が上方を向いて収容されているため、ＦＯＵＰの開口部の上部から流れ込んだ空気が半導体ウェハの回路形成面に接触すると、これによって運ばれた異物が回路形成面に付着することになる。
【００１０】
その結果、この回路形成面への異物付着が製品の歩留り低下の要因となることが問題とされる。
【００１１】
本発明の目的は、被処理物への異物付着を低減するとともに、クリーンルームの空調エネルギなどにおける消費エネルギの削減を図る半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１２】
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。
【００１３】
【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、以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法は、複数の被処理物である半導体ウェハを収容するカセット本体と、前記半導体ウェハの出し入れが行われる四角形の開口部を塞いで前記カセット本体を密閉可能な蓋部材とを備えたキャリアカセットを準備する工程と、前記半導体ウェハを収容した前記キャリアカセットをウェハ処理装置の被処理物搬入出部であるローダ部に配置した後、前記キャリアカセットの前記開口部から流入する外気のうち、前記キャリアカセット内の前記半導体ウェハの被処理面である回路形成面に向かって流入する前記外気が最も少なくなるように前記蓋部材を開ける工程と、前記半導体ウェハを前記開口部を介して前記ウェハ処理装置内に移載した後、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半導体ウェハを空の前記キャリアカセットに収容し、その後、前記蓋部材を取り付けて前記キャリアカセットを密閉する工程と、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し、前記蓋部材を開けた際に、前記開口部の前記半導体ウェハの前記回路形成面に対向する上辺の前記カセット本体と前記蓋部材との隙間が、前記開口部の４つの辺において形成される前記隙間のうち最も小さくなるように形成された前記キャリアカセットを用いるものである。
【００１５】
これにより、被処理物の被処理面への異物の付着を低減することができる。
【００１６】
したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても被処理物への異物付着を抑えることが可能になり、その結果、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１は本発明のキャリアカセットとそれに用いる蓋部材の構造の実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、（ａ）はキャリアカセット、（ｂ）は蓋部材、図２は図１に示すキャリアカセットのドア部（蓋部材）とその嵌合面の構造の一例を示す図であり、（ａ）は縦（高さ）方向の部分拡大断面図、（ｂ）は水平方向の部分拡大断面図、（ｃ）はドア開放時の縦（高さ）方向の部分拡大断面図、図３は図１に示すキャリアカセットにおけるウェハ収容状態の一例を示す断面図、図４は本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態の一例を示す部分斜視図、図５は本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットのウェハ処理装置への受渡し動作の一例を示す動作概念図、図６（ａ),（ｂ）および図７（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセット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。
【００２０】
本実施の形態のキャリアカセット２は、複数の半導体ウェハ１（被処理物）を密閉式で収容可能な容器であり、半導体製造工程のうち、特に、前工程の各工程間で半導体ウェハ１を搬送する際などに用いられるものである。
【００２１】
すなわち、本実施の形態のキャリアカセット２は、ＦＯＵＰであり、図３に示すように、複数の半導体ウェハ１をそれぞれに空間を介して重ねて配置かつ収容するものである。
【００２２】
ここで、図１〜図３を用いて、キャリアカセット２（ＦＯＵＰ）の構成について説明すると、複数の半導体ウェハ１を空間を介して積層させて収容し、かつ半導体ウェハ１の出し入れが行われる四角形の開口部２ｃを備えた箱型のカセット本体２ａと、開口部２ｃを塞いでカセット本体２ａを密閉可能な扉であるドア部２ｂ（蓋部材）とから構成され、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａに収容された半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する前記外気が最も少なくなるように、図２（ｃ）に示すようにドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されている。
【００２３】
すなわち、開口部２ｃから流入する外気のバランスを、開口部２ｃの４つの辺において上辺２ｄからの外気が最も少なくなるように形成したものである。
【００２４】
したがって、四角形の開口部２ｃの４辺のうち、上辺２ｄに形成される隙間３ａが、４辺のうちで最も小さければよい。例えば、４辺の上辺２ｄの隙間３ａのみが他の３辺より小さくてもよいし、また、上辺２ｄと左辺２ｕと右辺２ｖの隙間３ａ（本実施の形態では、開口部２ｃの４辺に形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さいものを隙間３ａとする）が同じ大きさで、かつ下辺２ｇの隙間３ｂより小さくてもよい。
【００２５】
本実施の形態のキャリアカセット２では、ドア部２ｂを開けた際に、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａ（被処理面）に対向する上辺２ｄにおいて形成されるカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されている。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、ドア部２ｂを開けた際にカセット本体２ａとドア部２ｂとの間に隙間３ａ，３ｂを形成するカセット本体２ａおよびドア部２ｂの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔがドア部２ｂの開閉方向４に対して傾斜して形成され、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａに対向する上辺２ｄの嵌合面２ｅの傾斜角θ1 が、開口部２ｃの全ての辺の嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの傾斜角θ1 ，θ2 のうち最も小さい角度で形成されている。
【００２７】
したがって、本実施の形態のキャリアカセット２では、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄの隙間３ａが最も小さくなるように、例えば、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上辺２ｄの傾斜角θ1 を４°程度に、さらに、下辺２ｇ，左辺２ｕおよび右辺２ｖの傾斜角θ2 を４°より大きな角度で形成しておく。
【００２８】
すなわち、図２（ａ）に示すドア部２ｂにおいて、カセット本体２ａの開口部２ｃの上辺２ｄに対応した嵌合面２ｅだけ傾斜角θ1 が４°程度で、その他の辺に対応した嵌合面２ｆ，２ｓ，２ｔは４°より大きな傾斜角度で形成されている。
【００２９】
これにより、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄにおけるカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａを他の３辺（下辺２ｇ、左辺２ｕ、右辺２ｖ）の隙間３ｂより小さくできるため、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する前記外気を最も少なくすることができる。
【００３０】
なお、ドア部２ｂの内側周囲には、図１（ｂ）および図２に示すように、板状で、かつリング状のパッキン５が取り付けられ、これにより、ドア部２ｂとカセット本体２ａとの密閉をより確実に行うことが可能となる。
【００３１】
また、ドア部２ｂには、その上部に、図１（ｂ）に示すように、ドア部２ｂを閉めた際のドア固定を行うラッチ２ｈが突出自在に設けられている。
【００３２】
このラッチ２ｈは、ドア部２ｂを閉めた際に突出してドア部２ｂとカセット本体２ａとを固定するものであり、ドア部２ｂを開ける際には、図５に示すウェハ処理装置（被処理物処理装置）１０側に設けられたドア開閉機構１１のピンを、図１（ａ）に示すドア部２ｂの表面のピン受け用切り欠き２ｉに差し込んで回転させる。
【００３３】
これにより、ラッチ２ｈが引っ込み、ドア部２ｂを開けることができる。
【００３４】
なお、これらのドア部２ｂの開閉動作は、ウェハ処理装置１０のドア開閉機構１１により自動制御で行われる。
【００３５】
また、図１（ａ）に示すように、キャリアカセット２のドア部２ｂの表面には、図５に示すドア開閉機構１１のローダドア１１ａと位置決めを行う位置決め用切り欠き２ｊが設けられている。
【００３６】
さらに、キャリアカセット２のカセット本体２ａには、その天面に、図５に示す自動搬送車７（ＡＧＶ（Auto-matic Guided Vehicle)やＲＧＶ（Reil Guided Vehicle)）のハンドリング機構７ａのハンドリング用のロボットハンド部２ｋが設けられ、また、側面にも同様に、ハンドリング用のマニュアルハンド部２ｌ、サイドレール２ｍおよびボトムレール２ｎなどが設けられている。
【００３７】
なお、キャリアカセット２は、カセット本体２ａとドア部２ｂとも、例えば、ポリカーボネートなどによって形成され、または、カセット本体２ａの一部（半導体ウェハ１を支持する箇所）だけポリエーテルエーテルケトンなどによって形成されているものもある。
【００３８】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００３９】
ここでは、フォトリソグラフィ工程を例に取り上げ、図１（ａ）に示すキャリアカセット２を用いて、半導体ウェハ１に露光処理を行う場合を説明する。
【００４０】
なお、図６および図７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。
【００４１】
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６に示すような半導体ウェハ１を準備する。
【００４２】
つまり、本実施の形態のフォトリソグラフィ加工では、図６（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。
【００４３】
一方、複数の半導体ウェハ１（被処理物）を収容するカセット本体２ａと、半導体ウェハ１の出し入れが行われる四角形の開口部２ｃを塞いでカセット本体２ａを密閉可能なドア部２ｂ（蓋部材）とを備えたキャリアカセット２を準備する。
【００４４】
すなわち、図１（ａ）に示すキャリアカセット２（ＦＯＵＰ）を準備する。
【００４５】
なお、キャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に、開口部２ｃの半導体ウェハ１の回路形成面１ａに対向する上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されているものである。
【００４６】
その後、このキャリアカセット２内に、露光処理が行われる複数の半導体ウェハ１をその主面である回路形成面１ａを上に向けて収容する。ここでは、図３に示すように、複数の半導体ウェハ１をそれぞれに空間を介して同じ向き（回路形成面１ａを上に向けて）に積層させて収容する。
【００４７】
続いて、複数の半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２を図４に示す自動搬送車７に載置する。
【００４８】
なお、図４に示す自動搬送車７は、ＲＧＶであり、この自動搬送車７には、キャリアカセット２を把持して移し換えるハンドリング機構７ａや自動搬送車７の動作を示す表示灯７ｂなどが設けられている。
【００４９】
また、図５に示すように、自動搬送車７によって半導体ウェハ１を搬送するクリーンルームは、その内部の天井などにＦＦＵ（Fan Filter Unit)８が設置され、例えば、清浄度クラスがクラス１０００〜１０００００程度の部屋である。
【００５０】
続いて、図４および図５に示すように、ウェハ処理装置１０である露光装置の前まで自動搬送車７を移動させ、自動搬送車７のハンドリング機構７ａによってウェハ処理装置１０のローダ部１２（被処理物搬入出部）上に半導体ウェハ１収容済みのキャリアカセット２を載せて配置させる。
【００５１】
その後、ローダ部１２上でキャリアカセット２をウェハ処理装置１０内方向に前進させ、そこで、ドア開閉機構１１のローダドア１１ａとキャリアカセット２とをドッキングする。
【００５２】
その際、ドア部２ｂの位置決め用切り欠き２ｊを用いてローダドア１１ａとドア部２ｂとを位置決めした後、ドア部２ｂのピン受け用切り欠き２ｉにローダドア１１ａに設けられたピン部材（図示せず）を差し込み、前記ピン部材を回転させることにより、キャリアカセット２のドア部２ｂをオープン可能な状態にする。
【００５３】
すなわち、ドア部２ｂのラッチ２ｈを引っ込める。
【００５４】
続いて、ドア開閉機構１１を移動させてキャリアカセット２のドア部２ｂを開ける。
【００５５】
なお、キャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に形成される開口部２ｃの上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において最も小さくなるように形成されている。
【００５６】
つまり、キャリアカセット２では、図２（ｃ）に示すように、開口部２ｃの上辺２ｄにおける隙間３ａが最も小さく、他の３辺（下辺２ｇ、左辺２ｕおよび右辺２ｖ）における隙間３ｂは、上辺２ｄの隙間３ａよりも大きい。
【００５７】
これにより、ドア部２ｂを開けると、キャリアカセット２の開口部２ｃから流入する外気のうち、キャリアカセット２内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａ（被処理面）に向かって流入する前記外気を最も少なくできる。
【００５８】
したがって、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに付着する異物の量を低減できる。
【００５９】
続いて、図５に示す移載ロボット６により、半導体ウェハ１をカセット本体２ａの開口部２ｃを介してウェハ処理装置１０内に移載し、その後、半導体ウェハ１に所望の処理を行う。
【００６０】
すなわち、半導体ウェハ１に露光処理を行う。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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６（ａ）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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
本実施の形態では、レジスト膜１００３はネガ形のものである。
【００６７】
続いて、露光終了後、移載ロボット６によって半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０から取り出し、空のキャリアカセット２に移載して収容する。
【００６８】
さらに、全ての半導体ウェハ１の移載を終了した後、ドア開閉機構１１によりカセット本体２ａにドア部２ｂを取り付けてキャリアカセット２を密閉する。
【００６９】
すなわち、キャリアカセット２のドア部２ｂを閉めてキャリアカセット２を密閉する。
【００７０】
続いて、キャリアカセット２とドア開閉機構１１のローダドア１１ａとを離脱し、キャリアカセット２をハンドリング機構７ａによって自動搬送車７（ＡＧＶ）に載せる。
【００７１】
つまり、露光処理済みの半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２を再び、自動搬送車７に載せ、別のウェハ処理装置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。
【００７２】
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。
【００７３】
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７（ａ）に示すように、そこに開口孔１００３ａが形成される。
【００７４】
続いて、酸化膜であるＳｉＯ2 膜１００２のエッチングを行う。
【００７５】
すなわち、現像終了後、前記現像装置から移載ロボット６により、半導体ウェハ１を取り出し、キャリアカセット２に順次収容した後、再び、自動搬送車７を用いて、キャリアカセット２をエッチング装置の前まで運ぶ。
【００７６】
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。
【００７７】
つまり、図７（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７（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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移載ロボット６により、半導体ウェハ１を取り出し、キャリアカセット２に順次収容した後、再び、自動搬送車７を用いてキャリアカセット２をアッシング装置の前まで運ぶ。
【００８０】
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。
【００８１】
これにより、図７（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。
【００８２】
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。
【００８３】
続いて、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。
【００８４】
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。
【００８５】
本実施の形態のキャリアカセットおよび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。
【００８６】
すなわち、キャリアカセット２において、ドア部２ｂを開けた際の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるように、ドア部２ｂを開けた際の開口部２ｃの上辺２ｄのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが形成されていることにより、半導体ウェハ１の回路形成面１ａへの異物の付着を低減することができる。
【００８７】
したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても半導体ウェハ１への異物付着を抑えることが可能になる。
【００８８】
その結果、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、被処理物が半導体ウェハ１であり、さらに、四角形の開口部２ｃの上辺２ｄでのカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａが、開口部２ｃの４つの辺において形成される隙間３ａ，３ｂのうち最も小さくなるように形成されている。これにより、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃの上辺２ｄから流入する外気の量を最も少なくするものである。
【００９０】
その結果、開口部２ｃの上辺２ｄからの空気の巻き込みを抑えることが可能になり、したがって、半導体ウェハ１の回路形成面１ａへの異物の付着を最小限に止めることができる。
【００９１】
これにより、半導体製品の歩留りを向上させることができる。
【００９２】
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。
【００９３】
例えば、実施の形態で説明したキャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に、半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気を最も少なくして異物付着を低減するものであったが、ドア部２ｂを開ける前に、カセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高めて、これにより、ドア部２ｂを開けた際に外気が流入するのを防ぐようにしてもよい。
【００９４】
図８に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、この方法を取り入れたものである。
【００９５】
すなわち、図８に示すキャリアカセット２は、そのカセット本体２ａの底部に、カセット本体２ａ内にＮ2 やドライエアなどのパージガス１３を導入する際にノズル１４が差し込まれる差し込み口２ｐが形成されているものである。
【００９６】
したがって、このキャリアカセット２を用いる際には、半導体ウェハ１を収容したキャリアカセット２をウェハ処理装置１０の被処理物搬入出部であるローダ部１２に配置した後、ローダ部１２に設けられたノズル１４をキャリアカセット２のカセット本体２ａの差し込み口２ｐに差し込む。
【００９７】
続いて、ノズル１４からカセット本体２ａ内にパージガス１３を供給し、これにより、カセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高くする。
【００９８】
その後、前記実施の形態と同じ方法でドア部２ｂを開け、さらに、移載ロボット６により半導体ウェハ１をキャリアカセット２からウェハ処理装置１０に移載する。
【００９９】
さらに、ウェハ処理装置１０内で半導体ウェハ１に対して所定の処理を行った後、再び、移載ロボット６により半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０からキャリアカセット２に戻し、ドア部２ｂを閉める。
【０１００】
その後、パージガス１３の供給を停止してノズル１４をカセット本体２ａから離脱させる。
【０１０１】
なお、カセット本体２ａにおける差し込み口２ｐの内側には、パージガス１３を導入した際に、異物を除去するフィルタ２ｑが設けられていることが好ましい。
【０１０２】
さらに、パージガス１３の供給停止は、ドア部２ｂを開けた後、半導体ウェハ１をウェハ処理装置１０内に移送させる前に行ってもよい。
【０１０３】
なお、図８の他の実施の形態のキャリアカセット２では、前記実施の形態のようなカセット本体２ａの開口部２ｃにおける隙間３ａと隙間３ｂとの形成については行っても、行わなくても何れでもよい。
【０１０４】
図８に示すキャリアカセット２によれば、ノズル１４が差し込まれる差し込み口２ｐがカセット本体２ａに形成されていることにより、ドア部２ｂを開ける際に、予め、このノズル１４を介してカセット本体２ａ内にパージガス１３を供給してカセット本体２ａ内の圧力を外部の圧力より高くしてからドア部２ｂを開けることが可能になる。
【０１０５】
これにより、ドア部２ｂを開けた際には、カセット本体２ａ内の圧力が外部の圧力より高くなっているため、カセット本体２ａ内に外気が引き込まれることがなく、したがって、カセット本体２ａ内への異物の侵入を防ぐことができる。
【０１０６】
その結果、半導体ウェハ１などの被処理物への異物の付着を低減することができ、これにより、前記被処理物の歩留りを向上できる。
【０１０７】
また、前記実施の形態のキャリアカセット２は、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａ内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるようにドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されているものである。
【０１０８】
したがって、カセット本体２ａおよびドア部２ｂの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの形状は、様々のものが考えられる。
【０１０９】
ここで、図９（ａ）に示すキャリアカセット２では、ドア部２ｂの上辺２ｄ部の嵌合面２ｅには小さな溝である凹部２ｒが形成され、下辺２ｇ部の嵌合面２ｆには、これより大きな容積の凹部２ｒが形成されている。なお、この場合には、左右の嵌合面２ｓ，２ｔは、上辺２ｄ部の嵌合面２ｅの凹部２ｒと同じか、それより大きな容積の凹部２ｒが設けられていればよい。
【０１１０】
なお、図９（ａ）に示す嵌合面２ｅ，２ｆには、前記実施の形態と同様の傾斜角θ1 ，θ2 が設けられている。
【０１１１】
また、図９（ｂ）に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、パッキン５の断面形状を変えたものであり、パッキン５は、平板状のものに限定されずに、その断面形状が円形のものであってもよい。
【０１１２】
ただし、シール性を高めるためには、断面形状が平板状のものを用いることが好ましい。
【０１１３】
また、図１０に示す他の実施の形態のキャリアカセット２は、上辺２ｄの嵌合面２ｅが前記実施の形態のような傾斜角θ1 を有しておらず、嵌合面２ｅが、図２（ｃ）に示すドア部２ｂの開閉方向４と平行に形成されている場合である。
【０１１４】
ここで、図１０（ａ）のキャリアカセット２は、断面形状が平板状のパッキン５を用いて、嵌合面２ｅをドア部２ｂの前記開閉方向４と平行に形成してものであり、図１０（ｂ）に示すキャリアカセット２は、図１０（ａ）のキャリアカセット２に対してこれのドア部２ｂの嵌合面２ｅに溝である凹部２ｒを形成したものであり、さらに、図１０（ｃ）に示すキャリアカセット２は、図１０（ａ）のキャリアカセット２に対してこれのパッキン５の断面形状を円形としたものである。
【０１１５】
なお、キャリアカセット２は、図９や図１０などに示すようなカセット本体２ａとドア部２ｂとの嵌合面２ｅ，２ｆの形状を、カセット本体２ａの開口部２ｃの各辺に適応して組み合わせることにより、結果的に、ドア部２ｂを開けた際に開口部２ｃから流入する外気のうち、カセット本体２ａ内の半導体ウェハ１の回路形成面１ａに向かって流入する外気が最も少なくなるように、ドア部２ｂを開けた際のカセット本体２ａとドア部２ｂとの隙間３ａ，３ｂが形成されていれば、開口部２ｃの上辺２ｄ、下辺２ｇ、左辺２ｕおよび右辺２ｖでの嵌合面２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔの形状の組み合わせは、如何なるものであってもよい。
【０１１６】
また、前記実施の形態（図１）および前記他の実施の形態（図８〜図１０）に示したキャリアカセット２は、ドア部２ｂの外側外周とカセット本体２ａの先端内側とがシールする構造のものであったが、キャリアカセット２は、図１１の他の実施の形態に示すキャリアカセット２のように、ドア部２ｂの内周部とカセット本体２ａの先端外側とがパッキン５を介してシールする構造のものであってもよい。
【０１１７】
図１１に示す他の実施の形態のキャリアカセット２においても、前記実施の形態のキャリアカセット２と同様の作用効果が得られる。
【０１１８】
また、前記実施の形態では、キャリアカセット２の搬送をＡＧＶによって行う場合について説明したが、キャリアカセット２の搬送手段については、前記ＡＧＶまたはＲＧＶに限定されるものではなく、例えば、図１２に示すようなＯＨＴ（Over-head Hoist Transport)と呼ばれる天井を走行させる搬送システムなどであってもよい。
【０１１９】
また、前記実施の形態および前記他の実施の形態では、キャリアカセット２に収容される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、レチクルなどであってもよく、その場合のキャリアカセット２は、レチクルキャリアとなる。
【０１２０】
さらに、半導体装置の製造方法として、ウェハ処理装置１０が露光装置で、かつ半導体製造工程が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、キャリアカセット２を用いて半導体ウェハ１やレチクルなどの被処理物を搬送し、ウェハ処理装置１０に対しての前記被処理物の移載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く、その際のウェハ処理装置１０も露光装置に限定されるものではない。
【０１２１】
【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。
【０１２２】
（１）．キャリアカセットにおいて蓋部材を開けた際のカセット本体と蓋部材との隙間が、被処理物の被処理面に向かって流入する外気が最も少なくなるように形成されていることにより、被処理物の被処理面への異物の付着を低減することができる。したがって、クリーンルームの清浄度クラスを悪くしても被処理物への異物付着を抑えることが可能になる。
【０１２３】
（２）．前記（１）により、クリーンルームなどにおける消費エネルギを削減することができる。
【０１２４】
（３）．被処理物が半導体ウェハである場合には、半導体ウェハの回路形成面への異物付着を低減することができ、これにより、半導体製品の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ),（ｂ) は本発明のキャリアカセットとそれに用いる蓋部材の構造の実施の形態の一例を示す外観斜視図であり、（ａ）はキャリアカセット、（ｂ）は蓋部材である。
【図２】（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセットのドア部（蓋部材）とその嵌合面の構造の一例を示す図であり、（ａ）は縦（高さ）方向の部分拡大断面図、（ｂ）は水平方向の部分拡大断面図、（ｃ）はドア開放時の縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示すキャリアカセットにおけるウェハ収容状態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態の一例を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットのウェハ処理装置への受渡し動作の一例を示す動作概念図である。
【図６】（ａ),（ｂ）は図１に示すキャリアカセット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。
【図７】（ａ),（ｂ),（ｃ）は図１に示すキャリアカセット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。
【図８】本発明の他の実施の形態のキャリアカセットを用いた半導体ウェハの受け渡し方法を示す部分拡大概念図である。
【図９】（ａ),（ｂ）は本発明の他の実施の形態のキャリアカセットのドア部とその嵌合面の構造を示す縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図１０】（ａ),（ｂ),（ｃ）は本発明の他の実施の形態のキャリアカセットの上辺のドア部とその嵌合面の構造を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態のキャリアカセットのドア部とその嵌合面の構造を示す縦（高さ）方向の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態の半導体装置の製造方法におけるキャリアカセットの搬送形態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）
１ａ 回路形成面（被処理面）
２ キャリアカセット
２ａ カセット本体
２ｂ ドア部（蓋部材）
２ｃ 開口部
２ｄ 上辺
２ｅ，２ｆ，２ｓ，２ｔ 嵌合面
２ｇ 下辺
２ｈ ラッチ
２ｉ ピン受け用切り欠き
２ｊ 位置決め用切り欠き
２ｋ ロボットハンド部
２ｌ マニュアルハンド部
２ｍ サイドレール
２ｎ ボトムレール
２ｐ 差し込み口
２ｑ フィルタ
２ｒ 凹部
２ｕ 左辺
２ｖ 右辺
３ａ，３ｂ 隙間
４ 開閉方向
５ パッキン
６ 移載ロボット
７ 自動搬送車
７ａ ハンドリング機構
７ｂ 表示灯
８ ＦＦＵ
９ 露光光
１０ ウェハ処理装置（被処理物処理装置）
１１ ドア開閉機構
１１ａ ローダドア
１２ ローダ部（被処理物搬入出部）
１３ パージガス
１４ ノズル
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 (1)
- 複数の被処理物である半導体ウェハを収容するカセット本体と、前記半導体ウェハの出し入れが行われる四角形の開口部を塞いで前記カセット本体を密閉可能な蓋部材とを備えたキャリアカセットを準備する工程と、
前記半導体ウェハを収容した前記キャリアカセットをウェハ処理装置の被処理物搬入出部であるローダ部に配置した後、前記キャリアカセットの前記開口部から流入する外気のうち、前記キャリアカセット内の前記半導体ウェハの被処理面である回路形成面に向かって流入する前記外気が最も少なくなるように前記蓋部材を開ける工程と、
前記半導体ウェハを前記開口部を介して前記ウェハ処理装置内に移載した後、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半導体ウェハを空の前記キャリアカセットに収容し、その後、前記蓋部材を取り付けて前記キャリアカセットを密閉する工程と、
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し、
前記蓋部材を開けた際に、前記開口部の前記半導体ウェハの前記回路形成面に対向する上辺の前記カセット本体と前記蓋部材との隙間が、前記開口部の４つの辺において形成される前記隙間のうち最も小さくなるように形成された前記キャリアカセットを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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