ウエハ保管装置、ウエハ保管方法、ウエハ搬送装置、およびウエハ搬送方法
【課題】 ウエハカセットなどのウエハ保持容器を経て搬送するウエハへの前記ウエハ保持容器でのパーティクルの付着をなくし、配線ショート等のパターン形成不良の発生を防止する。
【解決手段】 複数のウエハ処理工程間でウエハ４を保管するウエハ保管装置２０を、ウエハ４をウエハ表面４ａが上下方向に沿う向きに保持するウエハカセット１と、ウエハカセット１内に上下方向の気流を流す気流取り入れ口２３ａ，排気口２４ａなどからなる気流発生機構と、ウエハカセット１の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構２２とを備えた構造とする。これにより、ウエハカセット１内の雰囲気中のパーティクルや、複数枚保持されたウエハ４の内の他のウエハ４に付着していたパーティクルが、重力作用によってウエハ表面４ａに落下すること、および、ウエハ表面４ａへ静電吸着することを防止可能である。
【解決手段】 複数のウエハ処理工程間でウエハ４を保管するウエハ保管装置２０を、ウエハ４をウエハ表面４ａが上下方向に沿う向きに保持するウエハカセット１と、ウエハカセット１内に上下方向の気流を流す気流取り入れ口２３ａ，排気口２４ａなどからなる気流発生機構と、ウエハカセット１の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構２２とを備えた構造とする。これにより、ウエハカセット１内の雰囲気中のパーティクルや、複数枚保持されたウエハ４の内の他のウエハ４に付着していたパーティクルが、重力作用によってウエハ表面４ａに落下すること、および、ウエハ表面４ａへ静電吸着することを防止可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどのウエハのためのウエハ保管装置、ウエハ保管方法、ウエハ搬送装置、およびウエハ搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程では、シリコンのようなウエハにトランジスタ等の素子を集積形成するため、多数の微細加工工程が存在する。その中でも重要な地位を占めるのがリソグラフィー工程であり、この工程では、ウエハに対してコーターでレジストを塗布し、ステッパで露光し、デベロッパーでパターンを現像するという方法でレジストパターンを形成している。その際に、コーター、ステッパ、デベロッパーでの処理時間に差があるため、コーターとステッパとの間、及び、ステッパとデベロッパーとの間に、それぞれウエハカセットを設置しておき、処理待ちのウエハを一時待機させている。
【０００３】
図８はウエハカセットの（ａ）上面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ’側面図である。
ウエハカセット１は、上下方向に配置される一対の並行な壁部を持ったコの字形の本体２の対向面に、水平方向に延びる薄板状のウエハ支持部３が上下方向に沿って一定間隔をおいて、かつ一方の壁部のウエハ支持部３と他方の壁部のウエハ支持部３とが対向するように設けられていて、ウエハ４はその裏面４ｂの外周部分においてウエハ支持部３上に載置され本体２内に保持されている。本体２の中央部分はウエハ４およびそれを搬送する搬送アーム（図９参照）が出入り可能に空いている（特許文献１）。
【０００４】
図９は、上記したウエハカセット１を含んだウエハ搬送装置をリソグラフィー装置に適用した状態を示す。すなわち、ウエハ搬送装置５は、第１の処理チャンバー（コーター）６と第２の処理チャンバー（ステッパ）７との間に設置されている。ウエハ搬送装置５は、ウエハカセット１の上流側と下流側とに搬送アーム８，９を備えている。
【０００５】
この構成により、第１の処理チャンバー６で処理（時間ｔ１）されたウエハ４は、搬送アーム８により、ウエハ表面４ａが上を向いた状態で取り出され（時間ｔ２）、同じ向きでウエハカセット１の近傍まで搬送された後、同じ向きでウエハカセット１に挿入され（時間ｔ３）、第２の処理チャンバー７内に先に搬入されたウエハ４の処理が完了するまでウエハカセット１内で一時保管される（時間ｔ４）。
【０００６】
第２の処理チャンバー７内のウエハ４の処理が完了したら、ウエハカセット１内のウエハ４が、搬送アーム９によって、ウエハ表面４ａが上を向いた状態で取り出され（時間ｔ５）、同じ向きで第２の処理チャンバー７の近傍まで搬送された後、同じ向きで第２の処理チャンバー７に挿入され（時間ｔ６）、この第２の処理チャンバー７内で処理される（時間ｔ７）。
【０００７】
この種のウエハ搬送装置５において、搬送アーム８，９は、上述のようにウエハ４をウエハ表面４ａが上を向いた水平状態で搬送するため、ウエハ４上にパーティクルが落下しやすい。そして、落下したパーティクルによって、配線ショート等のパターン形成不良が発生しやすい。
【０００８】
これを防止するために、図１０に示すように、搬送アーム８（９）のウエハ保持部１０に気流取り入れ口１１を設け、この気流取り入れ口１１からの気流をウエハ４の表面に沿う水平方向の層流Ｌとして、ウエハ４上のパーティクルを吹き落とすとともに、層流Ｌをエア・バリアとして機能させて、他のパーティクルの飛来、付着を防止することが提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平０８−２６４６２１号公報
【特許文献２】特開平０７−２３０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のウエハ搬送方法では、ウエハ搬送中におけるウエハ表面４ａへのパーティクルの落下は、上述したようにウエハ表面４ａに気流等を吹き付けることで防止可能であるが、ウエハカセット１への挿入後にウエハカセット１内のパーティクルが重力により落下し、ウエハ表面４ａに付着することがある。
【００１０】
ウエハカセット１内に挿入されたウエハ４は、上述したように表面４ａが上向きの水平状態で保管されるため、ウエハカセット１の雰囲気中のパーティクルがウエハ表面４ａに付着するだけでなく、複数枚並んで保管された上段のウエハ４の裏面４ｂのパーティクルが下段のウエハ４の表面４ａに落下して付着するのである。このようなパーティクルの落下・付着は、ウエハ４の上向きの表面積が大きい程起こり易くなり、それによる不良が発生する確率も高くなる。
【００１１】
一方、パーティクルサイズが小さくなると、パーティクル自体が正負いずれかに帯電していることが多く、また静電チャック等の使用でウエハ４自体も帯電していることがあるため、重力以外に静電気力によるパーティクル付着も大きな問題となる。この場合、上述したようにウエハ表面４ａに気流を吹き付けてパーティクルを飛ばそうとしても、帯電したパーティクルの離脱は困難である。気流を強くすれば、レジスト等が破損してしまう恐れがあり、また帯電したパーティクルを離脱することができても、その周辺に再付着する可能性が高い。
【００１２】
パーティクルの付着に起因する不良は、半導体プロセスの微細化が進むほど深刻な問題となる。従来プロセス品では不良につながらなかった大きさのパーティクルも、微細プロセス品では不良につながり易い。装置自体や製造ラインのパーティクル管理を厳しくすることが必要であるが、それだけでは十分に対応できていないのが現状である。
【００１３】
ウエハ４へのパーティクルの落下・付着は、リソグラフィー工程に限らず、他の半導体プロセス工程、例えば、エッチング工程、膜堆積工程等においても大きな問題となる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ウエハカセットなどのウエハ保持容器を経て搬送するウエハへのパーティクルの落下・付着や静電気的吸着を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のウエハ保管装置は、複数のウエハ処理工程間でウエハを保管するためのウエハ保管装置であって、前記ウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持するウエハ保持容器と、前記ウエハ保持容器内に上下方向の気流を流す気流発生機構と、前記ウエハ保持容器の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、上記した向きに保持されたウエハは水平方向に占める面積がわずかであるため、ウエハ保持容器内の雰囲気に含まれたパーティクルや、複数枚保持されたウエハの内の他のウエハに付着していたパーティクルが、重力作用によってウエハ表面に落下・付着するのを防止することができる。更にイオン化された気流をウエハ表面と同じ向きに流すことで、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを電気的に中和するか、あるいは所望の極性に帯電させることができ、ウエハ表面へのパーティクルの静電吸着を防止可能である。
【００１６】
イオン化機構として、気流に対して正及び負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを電気的に中和し、帯電したパーティクルのウエハ表面への静電吸着を防止できる。
【００１７】
また、ウエハ保持容器の下流部で気流のイオン化極性を測定し、測定結果をイオン化機構に出力するセンサーを設け、前記イオン化機構として、気流に対して前記センサーで測定された極性とは逆の極性にイオン化を行うイオン発生装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルの電気的中和を効率よく行い、帯電したパーティクルのウエハ表面への静電吸着を効果的に防止できる。
【００１８】
また、イオン化機構として、気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を設け、前記イオン発生装置による極性とは逆の極性に維持された電極を内蔵してウエハ保持容器内のパーティクルを捕獲する集塵装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを、正あるいは負の特定の極性に帯電させ、帯電したパーティクルを前記集塵フィルタでクーロン力によって効果的に捕獲することができ、ウエハ表面へのパーティクルの吸着を防止できる。
【００１９】
集塵装置は、ウエハ保持容器の下流部に設けるのが好ましい。ウエハの搬送の妨げになるのを回避するためである。
また集塵装置は、ウエハ保持容器内におけるウエハ保持位置の近傍に設けるのが好ましい。ウエハへのパーティクル付着を効率的に防止するためである。
【００２０】
本発明のウエハ保管方法は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、任意のウエハ処理工程間で前記ウエハを上記したウエハ保管装置で保管することを特徴とする。
【００２１】
本発明のウエハ搬送装置は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送するウエハ搬送装置であって、上記したウエハ保管装置と、第１のウエハ処理工程から前記ウエハ保管装置にウエハを搬送し、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了した後に前記ウエハ保管装置から第２のウエハ処理工程にウエハを搬送する、少なくとも１つの搬送手段とを有したことを特徴とする。
【００２２】
搬送手段は、ウエハ吸着部を有し、ウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持する第一の保持状態と、ウエハ表面が水平方向に沿う向きに保持する第二の保持状態とに、保持状態を切り替え可能に構成された搬送アームであってよい。
【００２３】
本発明のウエハ搬送方法は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する際に、第１のウエハ処理工程から上記したウエハ保管装置に搬送して、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了するまで一時保管し、処理終了後の第２のウエハ処理工程に搬送することを特徴とする。
【００２４】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の塗布工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程である時に好都合である。また、第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の現像工程である時に好都合である。厳しいパーティクル管理が要求されるフォトレジスト膜が塗布されたウエハに適用することで、効果が大である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のウエハ保管装置は、ウエハ保持容器内にウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持し、このウエハ保持容器内に、ウエハ保持容器の上流部でイオン化させた気流をウエハ表面に沿う上下方向に流すようにしたため、ウエハ保持容器内のパーティクルが重力や静電気によってウエハ表面に落下・付着するのを防止することができ、パーティクルに起因する配線ショート等のパターン形成不良を防止できる。
【００２６】
気流の強弱でパーティクルを離脱させるのではないため、ウエハ保持容器からパーティクルを排出できる最小限の気流強さでよく、レジストを塗布したウエハを保管する場合も気流によるレジストのダメージは小さい。
【００２７】
したがって、このウエハ保管装置でウエハを一時的に保管すること、このウエハ保管装置を組み込んだウエハ搬送装置、このウエハ搬送装置を用いてウエハを搬送するウエハ搬送方法も好適に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図２は同ウエハ保管装置を含んだウエハ搬送装置をリソグラフィー装置に適用した状態を示す。図中、先に図８〜図１０を用いて説明した従来のものと同様の作用を有する部材に図８〜図１０と同じ符号を付す。
【００２９】
図１（ａ）はウエハ保管装置の正面図、図１（ｂ）は同ウエハ保管装置の図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
このウエハ保管装置２０は、ウエハを保持する機構であるウエハカセット１、ウエハカセット内に気流を発生させる気流発生機構２１、気流に対してイオン化を行うイオン化機構２２を備えている。
【００３０】
ウエハカセット１は、ウエハ４をその表面４ａが上下方向（重力方向と同一方向、以下単に上下方向と言う）を向くように保持する構造である。
詳細には、ウエハカセット１は、四角筒状の本体２の一対の並行な側壁に周縁部を残して開口部２ａが形成されるとともに、本体２の両端の開口部２ｂのそれぞれに、一方の開口部２ａから他方の開口部２ａへ向かう方向に延びる薄板状のウエハ支持部３が、各開口部２ｂ内を所定間隔で仕切るように並列に、かつ一方の開口部２ｂのウエハ支持部３と他方の開口部２ｂのウエハ支持部３とが対向するように設けられている。
【００３１】
それにより、図示したように本体２の軸心が上下方向を向くように配置された状態において、ウエハ４は外周部分においてウエハ支持部３間に支持され、ウエハ表面４ａ（および裏面４ｂ）が上下方向に沿う向きで本体２内に保持される。本体２の中央部分は空いていて、ウエハ４およびそれを搬送する搬送アーム（図２に示す８´，９´）が開口部２ａを通じて出入り可能である。
【００３２】
気流発生機構２１は、ウエハカセット１の本体２の上側の開口部２ｂを覆う凹状の上部蓋体２３の中央部に形成された気流取り入れ口２３ａと、本体２の下側の開口部２ｂを覆う凹状の下部蓋体２４の中央部に形成された排気口２４ａと、図示を省略した給気源などからなる。
【００３３】
イオン化機構２２は、ここでは交流式のイオン発生装置であり、上部蓋体２３とウエハカセット１との間に配置されている。
この構成により、空気２５を気流取り入れ口２３ａから供給し、排気口２４ａから排気することによって、ウエハカセット１内を上下方向に流れる気流を形成することができる。それにより、ウエハカセット１内にパーティクルが発生した場合もこの上下方向の気流によって強制的に排出することができ、ウエハカセット１内のウエハ４の表面４ａあるいは裏面４ｂにパーティクルが付着していた場合も、気流の強さを適宜に調節することで除去できる。
【００３４】
さらに、ウエハカセット１の上流側に配置されたイオン化機構２２によって気流を正及び負にイオン化させることで、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを電気的に中和させることができ、ウエハ表面４ａにパーティクルが静電吸着するのを防止できる。この場合、気流の強さでパーティクルを吹き飛ばすのではなく、除電によってパーティクルをウエハ４から離脱させるので、離脱したパーティクルを排気口２４ａから排出できる程度に気流を弱めることができる。したがって、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージが小さい。
【００３５】
なお、ウエハ支持部３は上述したようにウエハ４と搬送アーム８´（９´）とが挿入できる間隔で設けられるため、ウエハ支持部３間でウエハ４が若干傾き、ウエハ表面４ａが完全に上下方向に沿う向きには保持されない可能性もある。場合によっては、ウエハ表面４ａがやや斜め上向きとなる可能性もある。しかしウエハ支持部３間の間隔はウエハ径に比べて非常に小さく、ウエハ４が水平方向に占める面積は僅かであるため、このようなウエハ４の傾きがウエハ表面４ａへのパーティクルの付着防止効果に及ぼす影響は小さい。
【００３６】
なおここではイオン発生機構２２として交流式のイオン発生装置を用いたが、同時に正及び負のイオンを発生できる直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００３７】
気流発生機構２１の内、排気口２４ａなどの気流排出手段は、排気の方法や排気のタイミングに関係なく、排気機能を満たしておればどのような機構であっても構わない。気流の強さは、少なくとも気流が排気口２４ａへ向かって流れることができればよく、その強弱を問わない。
【００３８】
図２に示したリソグラフィー装置において、ウエハ搬送装置５は、コーターである第１の処理チャンバー６とステッパである第２の処理チャンバー７との間に設置されている。
このウエハ搬送装置５は、ウエハ保管装置２０の上流側と下流側とに搬送アーム８´，９´を配置した構成である。
【００３９】
搬送アーム８´は、上下方向の支持軸２６に取り付けられていて、第１の処理チャンバー６に搬入搬出可能な位置とウエハ保管装置２０に搬入搬出可能な位置とにわたって、支持軸２６の軸心周りに回転して移動する。同様に、搬送アーム９´は、上下方向の支持軸２６に取り付けられていて、第２の処理チャンバー７に搬入搬出可能な位置と、ウエハ保管装置２０に搬入搬出可能な位置とにわたって、支持軸２６の軸心周りに回転して移動する。各搬送アーム８´，９´は、ウエハ４の裏面４ｂの外周縁よりやや内側の領域を吸着する吸着部２７などの吸着機構と、吸着部２７を固着し、軸心周りに回転可能なアーム部２８などの回転機構とを備えており、ウエハ４を任意の角度で保持可能である。
【００４０】
この構成により、第１の処理チャンバー６で処理（時間ｔ１）されたウエハ４は、搬送アーム８´によって、ウエハ表面４ａが上を向いた水平状態で取り出され（時間ｔ２）、ウエハ保管装置２０の近傍まで搬送されるとともに、搬送アーム８´の回転機構にてウエハ表面４ａが上下方向を向くように９０度回転され、その後に同じ向きでウエハ保管装置２０のウエハカセット１内に挿入され（時間ｔ３）、第２の処理チャンバー７内に先に搬入されたウエハ４の処理が完了するまでこのウエハカセット１内に一時保管される（時間ｔ４）。
【００４１】
このようにして、ウエハ４が、ウエハ表面４ａが上下方向を向く状態で保管され、かつ上述したように気流が上下方向に流れることから、パーティクルが落下してきてもウエハ表面４ａには付着しにくく、そのまま下に落下して排出される。
【００４２】
第２の処理チャンバー７内のウエハ４の処理が完了したら、ウエハカセット１内のウエハ４が、搬送アーム９´によって、ウエハ表面４ａが上下方向を向いた状態で取り出され（時間ｔ５）、第２の処理チャンバー７の近傍まで搬送されるとともに、搬送アーム９´の回転機構にてウエハ表面４ａが上を向くように９０度回転され、その後に同じ向きで第２の処理チャンバー７に挿入され（時間ｔ６）、この第２の処理チャンバー７内で処理される（時間ｔ７）。
【００４３】
以上のようにして、複数の処理工程での処理時間の差を調整するためにウエハ４をウエハカセット１内に一時保管する必要があるプロセス工程において、ウエハカセット１内でウエハ表面４ａが上下方向に沿う向きで保持することにより、つまりウエハ表面４ａが上向くことを無くすことにより、重力作用で落下するパーティクルがウエハ表面４ａに付着するのを防止することができる。またイオン化機構２２を用いることにより、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。
【００４４】
なお、上記したウエハ搬送装置５では、搬送アーム８´，９´自体を回転させることでウエハ４の向きを変えるようにしたが、ウエハ４を所望の向きに配置できればどのような方法を用いてもよい。
【００４５】
また、この第１実施形態では、リソグラフィー工程において異なる処理を順次に行う第１の処理チャンバー（コーター）６と第２の処理チャンバー（ステッパ）７との間でのウエハ搬送を例示したが、リソグラフィー工程以外の半導体プロセス工程、例えば、エッチング工程、膜堆積工程等におけるウエハ搬送にも適用可能である。また単一のウエハ処理装置におけるウエハ搬送にも適用可能である。搬送・保管対象のウエハ４は、シリコン等の半導体、ガラス等の絶縁物など、いずれであってもよい。
【００４６】
ウエハ保管装置２０として、以下の第２実施形態〜第４実施形態のものを用いてもよい。
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図３（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図３（ｂ）は同ウエハ保管装置の図３（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００４７】
この第２実施形態のウエハ保管装置２０が第１実施形態のものと相違するのは、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を設け、ウエハカセット１と下部蓋体２４との間に、ウエハカセット１内の雰囲気のイオン化極性を測定するためのセンサー２９を設けた点である。センサー２９としては、たとえばエーベルト法やゲルディエン法等の原理を利用したセンサーを用いる。
【００４８】
これにより、センサー２９から該極性の情報を含んだ電気的信号が出力されて、イオン化機構２２に入力され、このイオン化機構２２が、気流に対して該極性と逆の極性のイオン化を行うように制御される。たとえば、センサー２９においてウエハカセット１内の雰囲気のイオン化極性が正であると検出された場合、イオン化機構２２は気流に対して負の極性のイオン化を行う。
【００４９】
したがって、この第２実施形態のウエハ保管装置２０によれば、イオン化された気流によって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルの電気的中和を効率よく行うことができ、ウエハ表面４ａにパーティクルが静電吸着するのを効果的に防止できる。強い気流を要さないので、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージが小さい。
【００５０】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第１実施形態のものと同様である。
【００５１】
なおこの第２実施形態では、イオン発生機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図４（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図４（ｂ）は同ウエハ保管装置の図４（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００５２】
この第３実施形態のウエハ保管装置２０が第１実施形態のものと相違するのは、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を設け、ウエハカセット１と下部蓋体２４との間に、ウエハカセット１内のパーティクルを捕獲する集塵機構として集塵フィルタ３０を設けた点である。
【００５３】
集塵フィルタ３０は、図５に平面図を示すように、メッシュ状の電極３１の周りにフィルタ材料３２が巻きつけられた構造である。電極３１の極性は、イオン化機構２２におけるイオン化の極性と逆の極性に維持される。たとえばイオン化機構２２におけるイオン化の極性が正の場合には、電極３１の極性は負に維持される。
【００５４】
この第３実施形態のウエハ保管装置２０によれば、イオン化機構２２において気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うことによって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを該極性に帯電させ、帯電したパーティクルを、該極性とは逆の極性に維持された電極３１が内蔵された集塵フィルタ３０でクーロン力により効率的に捕獲することができる。したがって、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。集塵フィルタ３０は、ウエハカセット１と下部蓋２４体との間に設けられているため、搬送アーム８´（９´）によるウエハ４の搬送を妨げることはない。よって、強い気流を要さず、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージも小さい。
【００５５】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第１実施形態のものと同様である。
【００５６】
なおこの第３実施形態では、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００５７】
集塵フィルタ３０は、図５に示した構成に限られるものではなく、気流を少ない抵抗で通す形状であればよい。電極３１の形状も、蜂の巣状や、菱型状であってもよい。フィルタ材料３２としては、ポリプロピレンやグラスファイバ等からなる繊維状構造を持ったディスプタイプやメンブレンタイプ、ポリテトラフロロエチレンや超高分子量ポリエチレン等からなるメンブレンタイプなどを用いることができる。
（第４実施形態）
図６は本発明の第４実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図６（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図６（ｂ）は同ウエハ保管装置の図６（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００５８】
この第４実施形態のウエハ保管装置２０は、第３実施形態のものと同様に、イオン化機構２２としての直流式のイオン発生装置と、ウエハカセット１内のパーティクルを捕獲する集塵機構としての集塵フィルタ３０ａとを備えている。
【００５９】
ただし、集塵フィルタ３０ａは、対向するウエハ支持部３どうしを繋ぐように複数箇所に設けられている。また集塵フィルタ３０ａは、図７に平面図を示すように、メッシュ状の電極３１ａを覆うように、フィルタ材料３２ａが敷き詰められた構造である。電極３１ａの極性は、イオン化機構２２におけるイオン化の極性と逆の極性に維持される。たとえば、イオン化機構２２におけるイオン化の極性が正の場合には、電極３２ａの極性は負に維持される。
【００６０】
この第４実施形態のウエハ保管装置２０によれば、第３実施形態のものと同様に、イオン化機構２２において気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うことによって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを該極性に帯電させ、帯電したパーティクルを、該極性とは逆の極性に維持された電極３１ａが内蔵された集塵フィルタ３０ａでクーロン力により効率的に捕獲することができる。それにより、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。
【００６１】
さらに、この第４実施形態のウエハ保管装置２０では、集塵フィルタ３０がウエハ４どうしの間にウエハ４と接触しないように存在しているため、ウエハ表面４ａと集塵フィルタ３０ａとの距離が非常に近くなり、ウエハ表面４ａへのパーティクルの付着をより効率的に防止することができる。集塵フィルタ３０ａが搬送アーム８´（９´）によるウエハ４の搬送を妨げることもない。したがって、強い気流を要さず、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージは小さい。
【００６２】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第３実施形態のものと同様である。
【００６３】
なおこの第４実施形態では、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００６４】
集塵フィルタ３０ａは、図７に示した構成に限られるものではなく、気流を少ない抵抗で通す形状であるのがより望ましく、電極３１ａの形状も、蜂の巣状や、菱型状であってよい。フィルタ材料３２ａとしては、ポリプロピレンやグラスファイバ等からなる繊維状構造を持ったディスプタイプやメンブレンタイプ、ポリテトラフロロエチレンや超高分子量ポリエチレン等からなるメンブレンタイプなどを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のウエハ保管装置は、内部に保管したウエハの表面にパーティクルが重力や静電気で付着するのを防止できるので、配線ショート等のパターン形成不良の発生を防止することが可能であり、このウエハ保管装置を備えたウエハ搬送装置ともども、半導体装置の製造工程などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図２】図１のウエハ保管装置を備えた本発明のウエハ搬送装置の構成図
【図３】本発明の第２実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図４】本発明の第３実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図５】図４のウエハ保管装置に設けられた集塵フィルタの平面図
【図６】本発明の第４実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図７】図６のウエハ保管装置に設けられた集塵フィルタの平面図
【図８】従来のウエハ保管装置の構成図
【図９】図８のウエハ保管装置を備えた従来のウエハ搬送装置の構成図
【図１０】ウエハ搬送装置に設けられる従来よりある搬送アームの断面図
【符号の説明】
【００６７】
１ ウエハカセット
３ ウエハ支持部
４ ウエハ
4b 裏面
4a 表面
５ ウエハ搬送装置
８´，９´ 搬送アーム
20 ウエハ保管装置
21 気流発生機構
23a 気流取り入れ口
24a 排気口
25 空気
29 センサー
30,30a 集塵フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどのウエハのためのウエハ保管装置、ウエハ保管方法、ウエハ搬送装置、およびウエハ搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程では、シリコンのようなウエハにトランジスタ等の素子を集積形成するため、多数の微細加工工程が存在する。その中でも重要な地位を占めるのがリソグラフィー工程であり、この工程では、ウエハに対してコーターでレジストを塗布し、ステッパで露光し、デベロッパーでパターンを現像するという方法でレジストパターンを形成している。その際に、コーター、ステッパ、デベロッパーでの処理時間に差があるため、コーターとステッパとの間、及び、ステッパとデベロッパーとの間に、それぞれウエハカセットを設置しておき、処理待ちのウエハを一時待機させている。
【０００３】
図８はウエハカセットの（ａ）上面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ’側面図である。
ウエハカセット１は、上下方向に配置される一対の並行な壁部を持ったコの字形の本体２の対向面に、水平方向に延びる薄板状のウエハ支持部３が上下方向に沿って一定間隔をおいて、かつ一方の壁部のウエハ支持部３と他方の壁部のウエハ支持部３とが対向するように設けられていて、ウエハ４はその裏面４ｂの外周部分においてウエハ支持部３上に載置され本体２内に保持されている。本体２の中央部分はウエハ４およびそれを搬送する搬送アーム（図９参照）が出入り可能に空いている（特許文献１）。
【０００４】
図９は、上記したウエハカセット１を含んだウエハ搬送装置をリソグラフィー装置に適用した状態を示す。すなわち、ウエハ搬送装置５は、第１の処理チャンバー（コーター）６と第２の処理チャンバー（ステッパ）７との間に設置されている。ウエハ搬送装置５は、ウエハカセット１の上流側と下流側とに搬送アーム８，９を備えている。
【０００５】
この構成により、第１の処理チャンバー６で処理（時間ｔ１）されたウエハ４は、搬送アーム８により、ウエハ表面４ａが上を向いた状態で取り出され（時間ｔ２）、同じ向きでウエハカセット１の近傍まで搬送された後、同じ向きでウエハカセット１に挿入され（時間ｔ３）、第２の処理チャンバー７内に先に搬入されたウエハ４の処理が完了するまでウエハカセット１内で一時保管される（時間ｔ４）。
【０００６】
第２の処理チャンバー７内のウエハ４の処理が完了したら、ウエハカセット１内のウエハ４が、搬送アーム９によって、ウエハ表面４ａが上を向いた状態で取り出され（時間ｔ５）、同じ向きで第２の処理チャンバー７の近傍まで搬送された後、同じ向きで第２の処理チャンバー７に挿入され（時間ｔ６）、この第２の処理チャンバー７内で処理される（時間ｔ７）。
【０００７】
この種のウエハ搬送装置５において、搬送アーム８，９は、上述のようにウエハ４をウエハ表面４ａが上を向いた水平状態で搬送するため、ウエハ４上にパーティクルが落下しやすい。そして、落下したパーティクルによって、配線ショート等のパターン形成不良が発生しやすい。
【０００８】
これを防止するために、図１０に示すように、搬送アーム８（９）のウエハ保持部１０に気流取り入れ口１１を設け、この気流取り入れ口１１からの気流をウエハ４の表面に沿う水平方向の層流Ｌとして、ウエハ４上のパーティクルを吹き落とすとともに、層流Ｌをエア・バリアとして機能させて、他のパーティクルの飛来、付着を防止することが提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平０８−２６４６２１号公報
【特許文献２】特開平０７−２３０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のウエハ搬送方法では、ウエハ搬送中におけるウエハ表面４ａへのパーティクルの落下は、上述したようにウエハ表面４ａに気流等を吹き付けることで防止可能であるが、ウエハカセット１への挿入後にウエハカセット１内のパーティクルが重力により落下し、ウエハ表面４ａに付着することがある。
【００１０】
ウエハカセット１内に挿入されたウエハ４は、上述したように表面４ａが上向きの水平状態で保管されるため、ウエハカセット１の雰囲気中のパーティクルがウエハ表面４ａに付着するだけでなく、複数枚並んで保管された上段のウエハ４の裏面４ｂのパーティクルが下段のウエハ４の表面４ａに落下して付着するのである。このようなパーティクルの落下・付着は、ウエハ４の上向きの表面積が大きい程起こり易くなり、それによる不良が発生する確率も高くなる。
【００１１】
一方、パーティクルサイズが小さくなると、パーティクル自体が正負いずれかに帯電していることが多く、また静電チャック等の使用でウエハ４自体も帯電していることがあるため、重力以外に静電気力によるパーティクル付着も大きな問題となる。この場合、上述したようにウエハ表面４ａに気流を吹き付けてパーティクルを飛ばそうとしても、帯電したパーティクルの離脱は困難である。気流を強くすれば、レジスト等が破損してしまう恐れがあり、また帯電したパーティクルを離脱することができても、その周辺に再付着する可能性が高い。
【００１２】
パーティクルの付着に起因する不良は、半導体プロセスの微細化が進むほど深刻な問題となる。従来プロセス品では不良につながらなかった大きさのパーティクルも、微細プロセス品では不良につながり易い。装置自体や製造ラインのパーティクル管理を厳しくすることが必要であるが、それだけでは十分に対応できていないのが現状である。
【００１３】
ウエハ４へのパーティクルの落下・付着は、リソグラフィー工程に限らず、他の半導体プロセス工程、例えば、エッチング工程、膜堆積工程等においても大きな問題となる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ウエハカセットなどのウエハ保持容器を経て搬送するウエハへのパーティクルの落下・付着や静電気的吸着を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明のウエハ保管装置は、複数のウエハ処理工程間でウエハを保管するためのウエハ保管装置であって、前記ウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持するウエハ保持容器と、前記ウエハ保持容器内に上下方向の気流を流す気流発生機構と、前記ウエハ保持容器の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、上記した向きに保持されたウエハは水平方向に占める面積がわずかであるため、ウエハ保持容器内の雰囲気に含まれたパーティクルや、複数枚保持されたウエハの内の他のウエハに付着していたパーティクルが、重力作用によってウエハ表面に落下・付着するのを防止することができる。更にイオン化された気流をウエハ表面と同じ向きに流すことで、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを電気的に中和するか、あるいは所望の極性に帯電させることができ、ウエハ表面へのパーティクルの静電吸着を防止可能である。
【００１６】
イオン化機構として、気流に対して正及び負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを電気的に中和し、帯電したパーティクルのウエハ表面への静電吸着を防止できる。
【００１７】
また、ウエハ保持容器の下流部で気流のイオン化極性を測定し、測定結果をイオン化機構に出力するセンサーを設け、前記イオン化機構として、気流に対して前記センサーで測定された極性とは逆の極性にイオン化を行うイオン発生装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルの電気的中和を効率よく行い、帯電したパーティクルのウエハ表面への静電吸着を効果的に防止できる。
【００１８】
また、イオン化機構として、気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を設け、前記イオン発生装置による極性とは逆の極性に維持された電極を内蔵してウエハ保持容器内のパーティクルを捕獲する集塵装置を設けることができる。これにより、ウエハ、ウエハ保持容器内の雰囲気、パーティクルを、正あるいは負の特定の極性に帯電させ、帯電したパーティクルを前記集塵フィルタでクーロン力によって効果的に捕獲することができ、ウエハ表面へのパーティクルの吸着を防止できる。
【００１９】
集塵装置は、ウエハ保持容器の下流部に設けるのが好ましい。ウエハの搬送の妨げになるのを回避するためである。
また集塵装置は、ウエハ保持容器内におけるウエハ保持位置の近傍に設けるのが好ましい。ウエハへのパーティクル付着を効率的に防止するためである。
【００２０】
本発明のウエハ保管方法は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、任意のウエハ処理工程間で前記ウエハを上記したウエハ保管装置で保管することを特徴とする。
【００２１】
本発明のウエハ搬送装置は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送するウエハ搬送装置であって、上記したウエハ保管装置と、第１のウエハ処理工程から前記ウエハ保管装置にウエハを搬送し、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了した後に前記ウエハ保管装置から第２のウエハ処理工程にウエハを搬送する、少なくとも１つの搬送手段とを有したことを特徴とする。
【００２２】
搬送手段は、ウエハ吸着部を有し、ウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持する第一の保持状態と、ウエハ表面が水平方向に沿う向きに保持する第二の保持状態とに、保持状態を切り替え可能に構成された搬送アームであってよい。
【００２３】
本発明のウエハ搬送方法は、ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する際に、第１のウエハ処理工程から上記したウエハ保管装置に搬送して、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了するまで一時保管し、処理終了後の第２のウエハ処理工程に搬送することを特徴とする。
【００２４】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の塗布工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程である時に好都合である。また、第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の現像工程である時に好都合である。厳しいパーティクル管理が要求されるフォトレジスト膜が塗布されたウエハに適用することで、効果が大である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のウエハ保管装置は、ウエハ保持容器内にウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持し、このウエハ保持容器内に、ウエハ保持容器の上流部でイオン化させた気流をウエハ表面に沿う上下方向に流すようにしたため、ウエハ保持容器内のパーティクルが重力や静電気によってウエハ表面に落下・付着するのを防止することができ、パーティクルに起因する配線ショート等のパターン形成不良を防止できる。
【００２６】
気流の強弱でパーティクルを離脱させるのではないため、ウエハ保持容器からパーティクルを排出できる最小限の気流強さでよく、レジストを塗布したウエハを保管する場合も気流によるレジストのダメージは小さい。
【００２７】
したがって、このウエハ保管装置でウエハを一時的に保管すること、このウエハ保管装置を組み込んだウエハ搬送装置、このウエハ搬送装置を用いてウエハを搬送するウエハ搬送方法も好適に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図２は同ウエハ保管装置を含んだウエハ搬送装置をリソグラフィー装置に適用した状態を示す。図中、先に図８〜図１０を用いて説明した従来のものと同様の作用を有する部材に図８〜図１０と同じ符号を付す。
【００２９】
図１（ａ）はウエハ保管装置の正面図、図１（ｂ）は同ウエハ保管装置の図１（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
このウエハ保管装置２０は、ウエハを保持する機構であるウエハカセット１、ウエハカセット内に気流を発生させる気流発生機構２１、気流に対してイオン化を行うイオン化機構２２を備えている。
【００３０】
ウエハカセット１は、ウエハ４をその表面４ａが上下方向（重力方向と同一方向、以下単に上下方向と言う）を向くように保持する構造である。
詳細には、ウエハカセット１は、四角筒状の本体２の一対の並行な側壁に周縁部を残して開口部２ａが形成されるとともに、本体２の両端の開口部２ｂのそれぞれに、一方の開口部２ａから他方の開口部２ａへ向かう方向に延びる薄板状のウエハ支持部３が、各開口部２ｂ内を所定間隔で仕切るように並列に、かつ一方の開口部２ｂのウエハ支持部３と他方の開口部２ｂのウエハ支持部３とが対向するように設けられている。
【００３１】
それにより、図示したように本体２の軸心が上下方向を向くように配置された状態において、ウエハ４は外周部分においてウエハ支持部３間に支持され、ウエハ表面４ａ（および裏面４ｂ）が上下方向に沿う向きで本体２内に保持される。本体２の中央部分は空いていて、ウエハ４およびそれを搬送する搬送アーム（図２に示す８´，９´）が開口部２ａを通じて出入り可能である。
【００３２】
気流発生機構２１は、ウエハカセット１の本体２の上側の開口部２ｂを覆う凹状の上部蓋体２３の中央部に形成された気流取り入れ口２３ａと、本体２の下側の開口部２ｂを覆う凹状の下部蓋体２４の中央部に形成された排気口２４ａと、図示を省略した給気源などからなる。
【００３３】
イオン化機構２２は、ここでは交流式のイオン発生装置であり、上部蓋体２３とウエハカセット１との間に配置されている。
この構成により、空気２５を気流取り入れ口２３ａから供給し、排気口２４ａから排気することによって、ウエハカセット１内を上下方向に流れる気流を形成することができる。それにより、ウエハカセット１内にパーティクルが発生した場合もこの上下方向の気流によって強制的に排出することができ、ウエハカセット１内のウエハ４の表面４ａあるいは裏面４ｂにパーティクルが付着していた場合も、気流の強さを適宜に調節することで除去できる。
【００３４】
さらに、ウエハカセット１の上流側に配置されたイオン化機構２２によって気流を正及び負にイオン化させることで、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを電気的に中和させることができ、ウエハ表面４ａにパーティクルが静電吸着するのを防止できる。この場合、気流の強さでパーティクルを吹き飛ばすのではなく、除電によってパーティクルをウエハ４から離脱させるので、離脱したパーティクルを排気口２４ａから排出できる程度に気流を弱めることができる。したがって、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージが小さい。
【００３５】
なお、ウエハ支持部３は上述したようにウエハ４と搬送アーム８´（９´）とが挿入できる間隔で設けられるため、ウエハ支持部３間でウエハ４が若干傾き、ウエハ表面４ａが完全に上下方向に沿う向きには保持されない可能性もある。場合によっては、ウエハ表面４ａがやや斜め上向きとなる可能性もある。しかしウエハ支持部３間の間隔はウエハ径に比べて非常に小さく、ウエハ４が水平方向に占める面積は僅かであるため、このようなウエハ４の傾きがウエハ表面４ａへのパーティクルの付着防止効果に及ぼす影響は小さい。
【００３６】
なおここではイオン発生機構２２として交流式のイオン発生装置を用いたが、同時に正及び負のイオンを発生できる直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００３７】
気流発生機構２１の内、排気口２４ａなどの気流排出手段は、排気の方法や排気のタイミングに関係なく、排気機能を満たしておればどのような機構であっても構わない。気流の強さは、少なくとも気流が排気口２４ａへ向かって流れることができればよく、その強弱を問わない。
【００３８】
図２に示したリソグラフィー装置において、ウエハ搬送装置５は、コーターである第１の処理チャンバー６とステッパである第２の処理チャンバー７との間に設置されている。
このウエハ搬送装置５は、ウエハ保管装置２０の上流側と下流側とに搬送アーム８´，９´を配置した構成である。
【００３９】
搬送アーム８´は、上下方向の支持軸２６に取り付けられていて、第１の処理チャンバー６に搬入搬出可能な位置とウエハ保管装置２０に搬入搬出可能な位置とにわたって、支持軸２６の軸心周りに回転して移動する。同様に、搬送アーム９´は、上下方向の支持軸２６に取り付けられていて、第２の処理チャンバー７に搬入搬出可能な位置と、ウエハ保管装置２０に搬入搬出可能な位置とにわたって、支持軸２６の軸心周りに回転して移動する。各搬送アーム８´，９´は、ウエハ４の裏面４ｂの外周縁よりやや内側の領域を吸着する吸着部２７などの吸着機構と、吸着部２７を固着し、軸心周りに回転可能なアーム部２８などの回転機構とを備えており、ウエハ４を任意の角度で保持可能である。
【００４０】
この構成により、第１の処理チャンバー６で処理（時間ｔ１）されたウエハ４は、搬送アーム８´によって、ウエハ表面４ａが上を向いた水平状態で取り出され（時間ｔ２）、ウエハ保管装置２０の近傍まで搬送されるとともに、搬送アーム８´の回転機構にてウエハ表面４ａが上下方向を向くように９０度回転され、その後に同じ向きでウエハ保管装置２０のウエハカセット１内に挿入され（時間ｔ３）、第２の処理チャンバー７内に先に搬入されたウエハ４の処理が完了するまでこのウエハカセット１内に一時保管される（時間ｔ４）。
【００４１】
このようにして、ウエハ４が、ウエハ表面４ａが上下方向を向く状態で保管され、かつ上述したように気流が上下方向に流れることから、パーティクルが落下してきてもウエハ表面４ａには付着しにくく、そのまま下に落下して排出される。
【００４２】
第２の処理チャンバー７内のウエハ４の処理が完了したら、ウエハカセット１内のウエハ４が、搬送アーム９´によって、ウエハ表面４ａが上下方向を向いた状態で取り出され（時間ｔ５）、第２の処理チャンバー７の近傍まで搬送されるとともに、搬送アーム９´の回転機構にてウエハ表面４ａが上を向くように９０度回転され、その後に同じ向きで第２の処理チャンバー７に挿入され（時間ｔ６）、この第２の処理チャンバー７内で処理される（時間ｔ７）。
【００４３】
以上のようにして、複数の処理工程での処理時間の差を調整するためにウエハ４をウエハカセット１内に一時保管する必要があるプロセス工程において、ウエハカセット１内でウエハ表面４ａが上下方向に沿う向きで保持することにより、つまりウエハ表面４ａが上向くことを無くすことにより、重力作用で落下するパーティクルがウエハ表面４ａに付着するのを防止することができる。またイオン化機構２２を用いることにより、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。
【００４４】
なお、上記したウエハ搬送装置５では、搬送アーム８´，９´自体を回転させることでウエハ４の向きを変えるようにしたが、ウエハ４を所望の向きに配置できればどのような方法を用いてもよい。
【００４５】
また、この第１実施形態では、リソグラフィー工程において異なる処理を順次に行う第１の処理チャンバー（コーター）６と第２の処理チャンバー（ステッパ）７との間でのウエハ搬送を例示したが、リソグラフィー工程以外の半導体プロセス工程、例えば、エッチング工程、膜堆積工程等におけるウエハ搬送にも適用可能である。また単一のウエハ処理装置におけるウエハ搬送にも適用可能である。搬送・保管対象のウエハ４は、シリコン等の半導体、ガラス等の絶縁物など、いずれであってもよい。
【００４６】
ウエハ保管装置２０として、以下の第２実施形態〜第４実施形態のものを用いてもよい。
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図３（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図３（ｂ）は同ウエハ保管装置の図３（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００４７】
この第２実施形態のウエハ保管装置２０が第１実施形態のものと相違するのは、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を設け、ウエハカセット１と下部蓋体２４との間に、ウエハカセット１内の雰囲気のイオン化極性を測定するためのセンサー２９を設けた点である。センサー２９としては、たとえばエーベルト法やゲルディエン法等の原理を利用したセンサーを用いる。
【００４８】
これにより、センサー２９から該極性の情報を含んだ電気的信号が出力されて、イオン化機構２２に入力され、このイオン化機構２２が、気流に対して該極性と逆の極性のイオン化を行うように制御される。たとえば、センサー２９においてウエハカセット１内の雰囲気のイオン化極性が正であると検出された場合、イオン化機構２２は気流に対して負の極性のイオン化を行う。
【００４９】
したがって、この第２実施形態のウエハ保管装置２０によれば、イオン化された気流によって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルの電気的中和を効率よく行うことができ、ウエハ表面４ａにパーティクルが静電吸着するのを効果的に防止できる。強い気流を要さないので、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージが小さい。
【００５０】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第１実施形態のものと同様である。
【００５１】
なおこの第２実施形態では、イオン発生機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図４（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図４（ｂ）は同ウエハ保管装置の図４（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００５２】
この第３実施形態のウエハ保管装置２０が第１実施形態のものと相違するのは、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を設け、ウエハカセット１と下部蓋体２４との間に、ウエハカセット１内のパーティクルを捕獲する集塵機構として集塵フィルタ３０を設けた点である。
【００５３】
集塵フィルタ３０は、図５に平面図を示すように、メッシュ状の電極３１の周りにフィルタ材料３２が巻きつけられた構造である。電極３１の極性は、イオン化機構２２におけるイオン化の極性と逆の極性に維持される。たとえばイオン化機構２２におけるイオン化の極性が正の場合には、電極３１の極性は負に維持される。
【００５４】
この第３実施形態のウエハ保管装置２０によれば、イオン化機構２２において気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うことによって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを該極性に帯電させ、帯電したパーティクルを、該極性とは逆の極性に維持された電極３１が内蔵された集塵フィルタ３０でクーロン力により効率的に捕獲することができる。したがって、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。集塵フィルタ３０は、ウエハカセット１と下部蓋２４体との間に設けられているため、搬送アーム８´（９´）によるウエハ４の搬送を妨げることはない。よって、強い気流を要さず、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージも小さい。
【００５５】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第１実施形態のものと同様である。
【００５６】
なおこの第３実施形態では、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００５７】
集塵フィルタ３０は、図５に示した構成に限られるものではなく、気流を少ない抵抗で通す形状であればよい。電極３１の形状も、蜂の巣状や、菱型状であってもよい。フィルタ材料３２としては、ポリプロピレンやグラスファイバ等からなる繊維状構造を持ったディスプタイプやメンブレンタイプ、ポリテトラフロロエチレンや超高分子量ポリエチレン等からなるメンブレンタイプなどを用いることができる。
（第４実施形態）
図６は本発明の第４実施形態におけるウエハ保管装置の構成を示し、図６（ａ）は同ウエハ保管装置の正面図、図６（ｂ）は同ウエハ保管装置の図６（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００５８】
この第４実施形態のウエハ保管装置２０は、第３実施形態のものと同様に、イオン化機構２２としての直流式のイオン発生装置と、ウエハカセット１内のパーティクルを捕獲する集塵機構としての集塵フィルタ３０ａとを備えている。
【００５９】
ただし、集塵フィルタ３０ａは、対向するウエハ支持部３どうしを繋ぐように複数箇所に設けられている。また集塵フィルタ３０ａは、図７に平面図を示すように、メッシュ状の電極３１ａを覆うように、フィルタ材料３２ａが敷き詰められた構造である。電極３１ａの極性は、イオン化機構２２におけるイオン化の極性と逆の極性に維持される。たとえば、イオン化機構２２におけるイオン化の極性が正の場合には、電極３２ａの極性は負に維持される。
【００６０】
この第４実施形態のウエハ保管装置２０によれば、第３実施形態のものと同様に、イオン化機構２２において気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うことによって、ウエハカセット１内の雰囲気、ウエハ４、パーティクルを該極性に帯電させ、帯電したパーティクルを、該極性とは逆の極性に維持された電極３１ａが内蔵された集塵フィルタ３０ａでクーロン力により効率的に捕獲することができる。それにより、パーティクルがウエハ表面４ａに静電吸着するのを防止することができる。
【００６１】
さらに、この第４実施形態のウエハ保管装置２０では、集塵フィルタ３０がウエハ４どうしの間にウエハ４と接触しないように存在しているため、ウエハ表面４ａと集塵フィルタ３０ａとの距離が非常に近くなり、ウエハ表面４ａへのパーティクルの付着をより効率的に防止することができる。集塵フィルタ３０ａが搬送アーム８´（９´）によるウエハ４の搬送を妨げることもない。したがって、強い気流を要さず、レジストを塗布したウエハ４を保管する場合も気流によるレジストへのダメージは小さい。
【００６２】
しかし、ウエハカセット１内で発生したパーティクルやウエハ表面４ａ及び裏面４ｂに付着したパーティクルを気流の強さによって強制的に剥離し排出できるのは、第３実施形態のものと同様である。
【００６３】
なおこの第４実施形態では、イオン化機構２２として直流式のイオン発生装置を用いたが、正あるいは負の極性の一方の極性にイオン化できるものであればよく、パルス直流式のイオン発生装置を用いてもよい。イオン発生方法としては、コロナ放電方式や光照射方式を用いることができる。
【００６４】
集塵フィルタ３０ａは、図７に示した構成に限られるものではなく、気流を少ない抵抗で通す形状であるのがより望ましく、電極３１ａの形状も、蜂の巣状や、菱型状であってよい。フィルタ材料３２ａとしては、ポリプロピレンやグラスファイバ等からなる繊維状構造を持ったディスプタイプやメンブレンタイプ、ポリテトラフロロエチレンや超高分子量ポリエチレン等からなるメンブレンタイプなどを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のウエハ保管装置は、内部に保管したウエハの表面にパーティクルが重力や静電気で付着するのを防止できるので、配線ショート等のパターン形成不良の発生を防止することが可能であり、このウエハ保管装置を備えたウエハ搬送装置ともども、半導体装置の製造工程などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図２】図１のウエハ保管装置を備えた本発明のウエハ搬送装置の構成図
【図３】本発明の第２実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図４】本発明の第３実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図５】図４のウエハ保管装置に設けられた集塵フィルタの平面図
【図６】本発明の第４実施形態におけるウエハ保管装置の構成図
【図７】図６のウエハ保管装置に設けられた集塵フィルタの平面図
【図８】従来のウエハ保管装置の構成図
【図９】図８のウエハ保管装置を備えた従来のウエハ搬送装置の構成図
【図１０】ウエハ搬送装置に設けられる従来よりある搬送アームの断面図
【符号の説明】
【００６７】
１ ウエハカセット
３ ウエハ支持部
４ ウエハ
4b 裏面
4a 表面
５ ウエハ搬送装置
８´，９´ 搬送アーム
20 ウエハ保管装置
21 気流発生機構
23a 気流取り入れ口
24a 排気口
25 空気
29 センサー
30,30a 集塵フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハ処理工程間でウエハを保管するためのウエハ保管装置であって、前記ウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持するウエハ保持容器と、前記ウエハ保持容器内に上下方向の気流を流す気流発生機構と、前記ウエハ保持容器の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構とを備えたウエハ保管装置。
【請求項２】
イオン化機構として、気流に対して正及び負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項３】
ウエハ保持容器の下流部で気流のイオン化極性を測定し、測定結果をイオン化機構に出力するセンサーを有し、前記イオン化機構として、気流に対して前記センサーで測定された極性とは逆の極性にイオン化を行うイオン発生装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項４】
イオン化機構として、気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を有し、前記イオン発生装置による極性とは逆の極性に維持された電極を内蔵してウエハ保持容器内のパーティクルを捕獲する集塵装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項５】
集塵装置は、ウエハ保持容器の下流部に設けられた請求項４記載のウエハ保管装置。
【請求項６】
集塵装置は、ウエハ保持容器内におけるウエハ保持位置の近傍に設けられた請求項４記載のウエハ保管装置。
【請求項７】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、任意のウエハ処理工程間で前記ウエハを請求項１記載のウエハ保管装置で保管するウエハ保管方法。
【請求項８】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する搬送装置であって、請求項１記載のウエハ保管装置と、第１のウエハ処理工程から前記ウエハ保管装置にウエハを搬送し、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了した後に前記ウエハ保管装置から第２のウエハ処理工程にウエハを搬送する、少なくとも１つの搬送手段とを有したウエハ搬送装置。
【請求項９】
搬送手段が、ウエハ吸着部を有した搬送アームであり、ウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持する第一の保持状態と、ウエハ表面が水平方向に沿う向きに保持する第二の保持状態とに、保持状態を切り替え可能に構成された請求項８記載のウエハ搬送装置。
【請求項１０】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する際に、第１のウエハ処理工程から請求項１記載のウエハ保管装置に搬送して、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了するまで一時保管し、処理終了後の第２のウエハ処理工程に搬送するウエハ搬送方法。
【請求項１１】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の塗布工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程である請求項１０記載のウエハ搬送方法。
【請求項１２】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の現像工程である請求項１０記載のウエハ搬送方法。
【請求項１】
複数のウエハ処理工程間でウエハを保管するためのウエハ保管装置であって、前記ウエハをウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持するウエハ保持容器と、前記ウエハ保持容器内に上下方向の気流を流す気流発生機構と、前記ウエハ保持容器の上流部で前記気流に対してイオン化を行うイオン化機構とを備えたウエハ保管装置。
【請求項２】
イオン化機構として、気流に対して正及び負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項３】
ウエハ保持容器の下流部で気流のイオン化極性を測定し、測定結果をイオン化機構に出力するセンサーを有し、前記イオン化機構として、気流に対して前記センサーで測定された極性とは逆の極性にイオン化を行うイオン発生装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項４】
イオン化機構として、気流に対して正あるいは負の極性のイオン化を行うイオン発生装置を有し、前記イオン発生装置による極性とは逆の極性に維持された電極を内蔵してウエハ保持容器内のパーティクルを捕獲する集塵装置を有した請求項１記載のウエハ保管装置。
【請求項５】
集塵装置は、ウエハ保持容器の下流部に設けられた請求項４記載のウエハ保管装置。
【請求項６】
集塵装置は、ウエハ保持容器内におけるウエハ保持位置の近傍に設けられた請求項４記載のウエハ保管装置。
【請求項７】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、任意のウエハ処理工程間で前記ウエハを請求項１記載のウエハ保管装置で保管するウエハ保管方法。
【請求項８】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する搬送装置であって、請求項１記載のウエハ保管装置と、第１のウエハ処理工程から前記ウエハ保管装置にウエハを搬送し、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了した後に前記ウエハ保管装置から第２のウエハ処理工程にウエハを搬送する、少なくとも１つの搬送手段とを有したウエハ搬送装置。
【請求項９】
搬送手段が、ウエハ吸着部を有した搬送アームであり、ウエハ表面が上下方向に沿う向きに保持する第一の保持状態と、ウエハ表面が水平方向に沿う向きに保持する第二の保持状態とに、保持状態を切り替え可能に構成された請求項８記載のウエハ搬送装置。
【請求項１０】
ウエハに対して複数の処理を施すプロセス工程において、処理時間差がある第１のウエハ処理工程と第２のウエハ処理工程との間でウエハを搬送する際に、第１のウエハ処理工程から請求項１記載のウエハ保管装置に搬送して、先行するウエハの第２のウエハ処理工程での処理が終了するまで一時保管し、処理終了後の第２のウエハ処理工程に搬送するウエハ搬送方法。
【請求項１１】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の塗布工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程である請求項１０記載のウエハ搬送方法。
【請求項１２】
第１のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の露光工程であり、第２のウエハ処理工程がフォトレジスト膜の現像工程である請求項１０記載のウエハ搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３２８６９（Ｐ２００６−３２８６９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１３６９２（Ｐ２００４−２１３６９２）
【出願日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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