半導体製造装置
【課題】ポッドにおけるウエハの自然酸化膜の形成を防止する。
【解決手段】ウエハ収納室１０ｃのウエハ出し入れ口１０ｂに蓋体１０ａが着脱自在に装着されるポッド１０と、複数のポッド１０を保管するポッド棚７が設備されたポッド保管室６と、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃと連設されるポッドオープナ室６１と、ポッドオープナ室６１に連設されたウエハ移載室１２とを備えたバッチ式ＣＶＤ装置１において、ポッド１０を保持しウエハ収納室１０ｃに窒素ガスを充填するガスステーション８０をポッド保管室６に設備する。待機中のポッドのウエハ収納室に窒素ガスを充填できるので、待機中のポッドでのウエハの自然酸化、待機後のポッドへのウエハ収納ステップ時の自然酸化、待機後のポッドからのウエハの取り出しステップ時のポッドからの酸素の拡散を防止できる。
【解決手段】ウエハ収納室１０ｃのウエハ出し入れ口１０ｂに蓋体１０ａが着脱自在に装着されるポッド１０と、複数のポッド１０を保管するポッド棚７が設備されたポッド保管室６と、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃと連設されるポッドオープナ室６１と、ポッドオープナ室６１に連設されたウエハ移載室１２とを備えたバッチ式ＣＶＤ装置１において、ポッド１０を保持しウエハ収納室１０ｃに窒素ガスを充填するガスステーション８０をポッド保管室６に設備する。待機中のポッドのウエハ収納室に窒素ガスを充填できるので、待機中のポッドでのウエハの自然酸化、待機後のポッドへのウエハ収納ステップ時の自然酸化、待機後のポッドからのウエハの取り出しステップ時のポッドからの酸素の拡散を防止できる。
【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、蓋体を有するキャリアを取り扱う技術に係り、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を作り込まれる半導体ウエハ（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。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造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（ウエハ搬送容器）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と、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成された容器部の開口面に蓋体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。
【０００３】
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に、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。
【０００４】
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、蓋体を着脱してポッドのウエハ出し入れ口を開閉するためのポッド開閉装置（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蓋体を保持するクロージャとを備えており、クロージャが蓋体を保持した状態でポッドに対して進退することにより、蓋体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。例えば、特許文献１参照。
なお、バッファカセット庫においてはカセット収納ケース内が不活性ガス雰囲気となっているので、無用の酸化が防止されることが、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−７８０１号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のバッチ式ＣＶＤ装置においては、ポッドのウエハ収納室に不活性ガスを充填する場合もある。しかし、シール部がリークしてポッドのウエハ収納室は大気雰囲気になってしまうのが通例である。
このように、ウエハ収納室が大気雰囲気になっていると、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（ウエハ移載室）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。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明に係る半導体製造装置は、基板を収納する基板収納室の基板出し入れ口に蓋体が着脱自在に装着されるキャリアが保持されるキャリア保持部と、前記キャリア保持部に保持される前記キャリアの前記蓋体を開閉するキャリア開閉装置と、前記キャリア開閉装置が設けられた基板搬送室と、前記基板搬送室から搬送される前記基板を収容して処理する基板処理室と、前記キャリア保持部へ運ばれる前または前記キャリア保持部から運び出された後の前記キャリアを保管するキャリア保管部と、前記キャリアを保持し前記基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
前記した手段によれば、待機中のキャリアの基板収納室に不活性ガスを充填することができるので、待機中のキャリアでの基板の自然酸化、待機後のキャリアへの基板の収納時の自然酸化、待機後のキャリアからの基板の取り出し時のキャリアからの酸素の拡散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１０】
本実施の形態において、本発明に係る半導体製造装置は、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に示されたバッチ式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の正面壁にはポッド出し入れ口３が開設されており、ポッド出し入れ口３はフロントシャッタ４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３にはウエハ９を収納するキャリアとしてのポッド１０の位置合わせを実行するキャリア保持部であるポッドステージ５が設置されており、ポッド１０はポッド出し入れ口３を通してポッドステージ５に出し入れされるようになっている。
【００１１】
筐体２内の前側空間にはポッド保管室６が形成されており、ポッド保管室６の後側空間の上部には回転式のポッド棚７が設置されている。回転式のポッド棚７は複数個のポッド１０を同時に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７は略卍形状に形成された複数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。ポッド保管室６の前後方向の略中央部にはポッド搬送装置８が設置されている。ポッド搬送装置８はポッドステージ５と回転式のポッド棚７と後記するウエハ授受ポート１９と不活性ガス充填部であるガスステーション８０との間でポッド１０を搬送するように構成されている。
【００１２】
筐体２内の後側空間の下部には基板搬送室としてのウエハ移載室１２を形成したウエハ移載室筐体１１が構築されており、回転式のポッド棚７はこのウエハ移載室筐体１１の上に構築されている。ウエハ移載室筐体１１の後端部の上にはヒータユニット１３が垂直方向に据え付けられており、ヒータユニット１３の内部には処理室を形成したプロセスチューブ１４が同心に配置されている。図示しないが、プロセスチューブ１４にはプロセスチューブ１４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と、プロセスチューブ１４内を真空排気するための排気管とが接続されている。
ウエハ移載室１２の後側部分には基板搬送装置としてのボートエレベータ１５が設置されている。ボートエレベータ１５は電動モータによって駆動される送りねじ装置等によって構築されており、プロセスチューブ１４の真下に配置されたボート１６を垂直方向に昇降させるように構成されている。ボート１６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１４の処理室に対して搬入搬出するように構成されている。
ウエハ移載室１２のボートエレベータ１５と反対側には不活性ガス導入手段としての給気装置１７が設置されており、給気装置１７は不活性ガスとしての窒素ガスを吹き出すように構成されている。ウエハ移載室１２の給気装置１７の反対側には、ウエハ移載室１２を排気する排気装置１７Ａが設置されている。
【００１３】
ウエハ移載室１２には基板搬送装置としてのウエハ移載装置１８が設置されており、ウエハ移載装置１８はウエハ授受ポート１９とボート１６との間でウエハ９を搬送するように構成されている。
ウエハ移載室筐体１１の正面壁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１９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１９、１９にはキャリア開閉装置であるポッドオープナ２０がそれぞれ設置されている。
【００１４】
上下のウエハ授受ポート１９、１９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１９に設置されたものについて説明する。
【００１５】
図２および図３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１９とウエハ移載装置１８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を備えている。ベース２１にはポッド１０の蓋体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。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に、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。
【００１６】
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１９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。
【００１７】
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。
【００１８】
図４に示されているように、ベース２１のウエハ移載装置１８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。
【００１９】
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。
【００２０】
前後方向移動台３４の上面にはクロージャ４０を支持するブラケット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。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。
【００２１】
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、蓋体１０ａに付着した異物がウエハ移載装置１８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。クロージャ４０の背面における外周縁には、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２をシールするためのパッキン５７が敷設されている。便宜上、図４および図５においては、ポッドオープナ室筐体６０の図示が省略されている。
【００２２】
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、蓋体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。
【００２３】
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、蓋体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蓋体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は蓋体１０ａの位置決め穴に嵌入して蓋体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。
【００２４】
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（図２参照）が、その回転軸５０ａ（図２参照）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（図４参照）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。
【００２５】
図６および図７に示されているように、ベース２１の背面にはキャリア開閉室としてのポッドオープナ室６１を形成するポッドオープナ室筐体６０が、クロージャ４０を収容するように設備されている。ポッドオープナ室筐体６０のポッドオープナ室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。ポッドオープナ室筐体６０の背面壁におけるウエハ出し入れ口２２に対向する位置には、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２（図７参照）が開設されており、ウエハ出し入れ口６２はクロージャ４０の背面部によって閉塞され得る大きさの四角形の開口に形成されている。なお、ウエハ出し入れ口６２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。
【００２６】
図７に示されているように、ポッドオープナ室筐体６０の正面壁であるベース２１のウエハ出し入れ口６２と反対側の位置には、ポッドオープナ室６１を排気する排気手段としての排気管６３の吸引口がポッドオープナ室６１に連通するように接続されており、排気管６３の吐出端は真空引きするポンプ６４に接続されている。排気管６３には排気量調整手段としての開閉弁６５および固定絞りを形成したバイパスライン６６が介設されており、開閉弁６５はコントローラ７０によって制御されるようになっている。
ポッドオープナ室筐体６０の背面壁における排気管６３と反対側の位置には、不活性ガス導入手段としての給気管６７の一端が接続されており、給気管６７の他端には給気装置６７Ａが接続されている。
【００２７】
図７に示されているように、筐体２にはポッドオープナ室６１外の室としてのポッド保管室６の圧力Ｐ1 を測定する第一圧力計７１と、ポッドオープナ室６１内の圧力Ｐ2 を測定する第二圧力計７２と、ポッドオープナ室６１に連設された基板搬送室としてのウエハ移載室１２の圧力Ｐ3 を測定する第三圧力計７３が接続されており、それらの圧力計７１、７２、７３はコントローラ７０に測定結果を送信するようになっている。
コントローラ７０はパネルコンピュータやパーソナルコンピュータおよびマイクロコンピュータ等のハードウエアと、それらにプログラミングされたソフトウエアとから構成されており、各圧力計７１、７２、７３等の測定結果に基づいて後述する作用を実行させるようになっている。
【００２８】
本実施の形態においては、図１に示されているように、ポッド保管室６のポッド搬送装置８の前方の上部には、キャリアを保持し基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部としての不活性ガス充填ステーション８０が左右に一対、設備されている。不活性ガス充填ステーション８０はポッド１０のウエハ収納室１０ｃ（図８参照）に不活性ガスである窒素ガスを充填するように構成されている。
図１、図８および図９に示されているように、不活性ガス充填ステーション（以下、ガスステーションという。）８０はポッド保管室６に水平に固定された支持台８１を備えており、支持台８１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８１の上面には載置台８２が支持されており、載置台８２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。載置台８２の上面には三本の位置決めピン８３が、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８３はポッド１０が載置台８２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９１（図９参照）に嵌入するようになっている。
図９に示されているように、載置台８２の上面には窒素ガスを注入するノズル８４と、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃからの排気を取り込む排気ダクト８５とがそれぞれ配管されている。ノズル８４はポッド１０のウエハ収納室１０ｃに設備された吸気弁９２に対向するように配設されており、排気ダクト８５は同じく排気弁９３に対向されている。
なお、吸気弁９２は大気圧よりも若干大きい圧力でのウエハ収納室１０ｃへの流入のみを許容するように構成されており、排気弁９３は大気圧よりも若干大きい圧力でのウエハ収納室１０ｃからの流出のみを許容するように設定されている。吸気弁９２および排気弁９３はフィルタ９５を備えている。
【００２９】
次に、ＩＣの製造方法における前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置による成膜工程を説明する。
説明を理解し易くするため、以下の説明においては、一方のウエハ授受ポート１９を上段ポートＡとし、他方のウエハ授受ポート１９を下段ポートＢとする。
【００３０】
図１に示されているように、筐体２内のポッドステージ５にポッド出し入れ口３から搬入されたポッド１０は、ポッド搬送装置８によって指定されたポッド棚７に適宜に搬送されて保管される。
【００３１】
ポッド棚７に保管されたポッド１０は、ポッド搬送装置８によってピックアップされ、ガスステーション８０に搬送されて、図１、図８および図９に示されているように、ガスステーション８０の載置台８２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９１が載置台８２の三本の位置決めピン８３とそれぞれ嵌合されることにより、ポッド１０が載置台８２に保持される。
次いで、窒素ガス６９がガスステーション８０のノズル８４からポッド１０のウエハ収納室１０ｃに注入されるとともに、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃの大気がガスステーション８０の排気ダクト８５から排気されることにより、窒素ガス６９がポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填される。すなわち、ノズル８４からの窒素ガス６９が吸気弁９２を通じてウエハ収納室１０ｃに注入されると、ウエハ収納室１０ｃの大気は排気弁９３から排気ダクト８５に排気される。排気ダクト８５に排気した大気は、排気ダクト８５を通じてポッド保管室６の外部に廃棄される。
以上のポッド１０のウエハ収納室１０ｃへの窒素ガス６９の充填は、両方のガスステーション８０、８０において、作業効率よく短時間に実施される。
窒素ガス充填後のポッド１０のウエハ収納室１０ｃの酸素濃度は、２０ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
窒素ガスが充填されたポッド１０はポッド搬送装置８によってピックアップされ、上段ポートＡに搬送されて、図３に示されているように、ポッドオープナ２０の載置台２７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。
【００３３】
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１０に示されているように、ポッド１０の開口側の端面がベース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（図２参照）が蓋体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の蓋体１０ａが吸着具４６（図２参照）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（図４参照）によって回動されると、解錠軸４１は蓋体１０ａ側の錠前に係合した係合部４１ａ（図２参照）によって蓋体１０ａの錠前の施錠を解除する。
【００３４】
ポッド１０の蓋体１０ａが解錠された後に、前後方向移動台３４（図５参照）がベース２１から離れる方向にロータリーアクチュエータ３７の作動によって移動されると、図１１で参照されるように、クロージャ４０はポッド１０の蓋体１０ａを真空吸着保持した状態で、ポッドオープナ室６１の中を後退することにより、蓋体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。この際、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃの雰囲気とポッドオープナ室６１との雰囲気が混ざり合うが、本実施の形態においては、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃには窒素ガス６９が予め充填されており、ポッドオープナ室６１は窒素ガス６９で予めパージされているので、酸素濃度が上昇することはない。
【００３５】
図１１に示されているように、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、クロージャ４０の背面壁のパッキン５７がポッドオープナ室筐体６０の背面壁に開設されたウエハ出し入れ口６２の周辺部にポッドオープナ室６１の内側から押接するために、ポッドオープナ室６１はクロージャ４０およびポッド１０によって密封された状態になる。
この間、ポッド保管室６の圧力Ｐ1 はポッドオープナ室６１の圧力Ｐ2 よりも小さく制御されている。
【００３６】
クロージャ４０およびポッド１０がポッドオープナ室６１を密封すると、図１１に示されているように、ポッドオープナ室６１には窒素ガス６９が給気管６７から供給されるとともに、排気管６３によって排気されることにより流通される。ポッドオープナ室６１を流通する窒素ガス６９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の雰囲気を排気するとともに、ウエハ収納室１０ｃに充満する。その結果、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃは新鮮な窒素ガス６９によってパージされた状態になる。
この際、ポッド保管室６の圧力Ｐ1 はポッドオープナ室６１の圧力Ｐ2 およびウエハ移載室１２の圧力Ｐ3 よりも小さく制御されている。
【００３７】
次いで、左右方向移動台３１（図４参照）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１２で参照されるように、蓋体１０ａを吸着具４６（図２参照）によって真空吸着保持したクロージャ４０は、ポッドオープナ室６１をウエハ出し入れ口６２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、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２、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、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６９によって予めパージされているため、大気中の空気や水分がウエハ移載室１２に放出されることはなく、それらによるウエハ移載室１２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。
【００３８】
クロージャ４０が退避されると、図１２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へポッドオープナ室筐体６０の背面壁のウエハ出し入れ口６２、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。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。
なお、マッピングはポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおけるウエハ９の所在位置（ウエハ９がどの保持溝にあるのか。）を確認する作業のことである。
【００３９】
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１６にウエハ移載装置１８によって順次装填（チャージング）されて行く。この際、ウエハ移載室１２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。
【００４０】
この上段ポートＡにおけるウエハ移載装置１８によるウエハ９のボート１６への装填作業中に、下段ポートＢにはポッド棚７から別のポッド１０がポッド搬送装置８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ると、上段ポートＡにおけるウエハ９のボート１６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１８によるウエハ９のボート１６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１８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。
【００４１】
翻って、上段ポートＡにおいてウエハ移載装置１８によるウエハ９のボート１６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蓋体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。蓋体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、蓋体１０ａの錠前を施錠する。蓋体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。
このようにしてウエハ出し入れ口１０ｂが蓋体１０ａによって閉塞されると、ウエハ収納室１０ｃに充填された窒素ガス６９は封入された状態になる。
【００４２】
蓋体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７へポッド搬送装置８によって搬送されて、ポッド棚７に一時的に保管される。
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。
【００４３】
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１８によるウエハ９のボート１６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１６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８によって交互に繰り返し供給されることになる。
以上をウエハ取り出しステップとする。
【００４４】
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１６に移載されると、ウエハ授受ポート１９にとっては実質的に待機中となる成膜ステップがプロセスチューブ１４において実行される。
すなわち、ボート１６はボートエレベータ１５によって上昇されて、プロセスチューブ１４の処理室に搬入（ボートローディング）される。ボート１６が上限に達すると、ボート１６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１４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１４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によって真空排気され、ヒータユニット１３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１６がボートエレベータ１５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１６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（ボートアンローディング）される。
【００４５】
装填ステーションに搬出されたボート１６の処理済みウエハ９は、ウエハ移載装置１８によってピックアップされ、上段ポートＡに予め搬入されて蓋体１０ａを外されて開放された空のポッド１０に収納される。この際、ガスステーション８０において窒素ガス６９がウエハ収納室１０ｃに予め充填された空のポッド１０が、上段ポートＡに搬送されて移載される。
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蓋体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、次いで、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。
この際においても、窒素ガス６９がポッドオープナ室６１に給気管６７と排気管６３とによって流通されることにより、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６９によってパージされ、ウエハ収納室１０ｃには新鮮な窒素ガス６９が充填される。
蓋体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、蓋体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６９が密封された状態になる。
蓋体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の蓋体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７にポッド搬送装置８によって搬送されて戻される。
処理済みウエハ９がボート１６から全てディスチャージされる迄、この作業が上段ポートＡと下段ポートＢとにおいて交互に繰り返される。
以上をウエハ収納ステップとする。
【００４６】
処理済みウエハ９を収納してポッド棚７に戻されたポッド１０は、ポッド棚７からポッドステージ５へポッド搬送装置８によって搬送される。
ポッドステージ５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。
【００４７】
ところで、図１３は窒素ガス充填後のポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
図１３において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。
図１３のグラフは次の条件によって得られた。
ポッド１０がポッド棚７からガスステーション８０に移載された後に、ガスステーション８０において窒素ガス６９が１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに５分間導入された。その後、ポッド１０がガスステーション８０からポッド棚７に移載された。
図１３によれば、次のことが判る。
大気の酸素濃度と同一である２０００００ｐｐｍ（２０％）の酸素濃度は、窒素ガスの充填に従って対数比例で減少して行き、５分後に５０００ｐｐｍ（０．５％）に達する。窒素ガスの充填停止後にポッド棚７に戻されたポッド１０の酸素濃度は、一度急激に上昇して２００００ｐｐｍ（２％）に達するが、その後は、横這いになる。そして、２５分後においても、大気の酸素濃度よりも低く維持する。
このことから、本実施の形態によれば、ガスステーション８０において窒素ガス６９を充填されたポッド１０のウエハ収納室１０ｃの酸素濃度は、ポッド棚７での待機中に、大気の酸素濃度よりも充分低い値に維持可能なことが判る。
【００４８】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００４９】
1) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填することにより、ウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度を低く維持することができるので、ポッド棚７での待機中のポッド１０におけるウエハ９の自然酸化膜の形成を防止することができる。
【００５０】
2) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに予め充填することにより、ポッドオープナ２０でのポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ポッドオープナ室６１やポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度の上昇を防止することができるので、ウエハ移載室１２の酸素濃度の上昇による弊害の発生を未然に防止することができる。
【００５１】
3) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに予め充填することにより、ポッドオープナ２０でのポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ポッドオープナ室６１やポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度の上昇を防止することができるので、ポッドオープナ２０に対する窒素ガス６９の流量を減少させるか、または、窒素ガス６９によるパージ時間を短縮することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、ガスステーション８０はポッド棚７に設備してもよい。
本実施の形態によれば、ポッド１０のポッド棚７における待機中に窒素ガスを常に充填し続けることができるので、待機中におけるポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度を到達限界値（窒素ガスを導入し続けても上昇しない値）に常に維持することができる。
図１４は窒素ガス充填によるポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
図１４において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。
図１４のグラフは、次の条件によって得られた。
窒素ガスが１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッドのウエハ収納室に常時導入された。
図１４によれば、次のことが判る。
大気の酸素濃度と同一である２０００００ｐｐｍ（２０％）の酸素濃度は、窒素ガスの充填に従って対数比例で減少して行き、約１０分後に数十ｐｐｍに達し、その後は、横這いになる。
このことから、本実施の形態によれば、ポッドのウエハ収納室の酸素濃度を到達限界値である数十ｐｐｍに維持可能なことが判る。
【００５４】
また、ガスステーション８０はウエハ授受ポート１９に設備してもよい。
本実施の形態によれば、ポッドオープナ２０によるポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ウエハ授受ポート１９のガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填することにより、窒素ガス６９の消費量を減少させることができる。また、窒素ガス６９の消費量を同等に設定する場合には、窒素ガス６９によるパージ時間を短縮することができる。
図１５は本実施の形態の効果をポッドオープナでの窒素ガスパージとの比較で示すグラフである。
図１５において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。実線曲線は本実施の形態の場合を示しており、破線曲線は比較例の場合を示している。
図１５のグラフは、次の条件によって得られた。
本実施の形態の場合は、ポッド１０がポッド棚７からガスステーション８０に移載された後に、ガスステーション８０において窒素ガス６９が１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに５分間導入された。その後、ポッド１０がポッドオープナ２０に移載され、ポッドオープナ室６１に窒素ガス６９が３０リットル毎分をもって供給された。
比較例の場合は、ポッドオープナ室６１に窒素ガス６９が１００リットル毎分をもって供給された。
図１５によれば、次のことが判る。
本実施の形態に係る窒素ガスの３０リットル毎分の導入は、比較例に係る１００リットル毎分の導入と同等である。
このことから、本実施の形態によれば、窒素ガスの消費量を低減可能なことが判る。
【００５５】
不活性ガスは窒素ガスに限らず、他の不活性ガスを使用してもよい。
【００５６】
キャリアは、複数枚のウエハを直接的に収納するポッドを使用するに限らず、複数枚のウエハを積層したオープンカセットを収納するカセット収納ケースを使用してもよい。
【００５７】
バッチ式ＣＶＤ装置は成膜処理に使用するに限らず、酸化膜形成処理や拡散処理等の他の熱処理（thermal treatment ）にも使用することができる。
【００５８】
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、酸化装置、拡散装置、アニール装置、その他の熱処理装置（furnace ）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】
【００５９】
【図１（ａ）】本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【図１（ｂ）】その平面断面図である。
【図２】ポッドオープナを示す正面側から見た斜視図である。
【図３】そのポッド載置状態を示す斜視図である。
【図４】ポッドオープナを示す背面側から見たポッドオープナ室筐体を取り除いた一部省略斜視図である。
【図５】図４の省略したＶ部を示す斜視図である。
【図６】ポッドオープナを示す背面側から見たポッドオープナ室筐体を設備した斜視図である。
【図７】バッチ式ＣＶＤ装置を示す一部省略平面断面図である。
【図８】ガスステーションを示す一部省略斜視図である。
【図９】その一部省略正面断面図である。
【図１０】ポッドオープナ室の作用を説明するための一部省略平面断面図であり、蓋体の取外し前を示している。
【図１１】同じくポッドオープナ室の密封時を示す一部省略平面断面図である。
【図１２】同じくマッピング時を示す一部省略平面断面図である。
【図１３】窒素ガス充填後のポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
【図１４】窒素ガス充填によるポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
【図１５】第三の実施の形態の効果をポッドオープナでの窒素ガスパージとの比較で示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１…バッチ式ＣＶＤ装置（半導体製造装置）、２…筐体、３…ポッド出し入れ口、４…シャッタ、５…ポッドステージ、６…ポッド保管室、７…ポッド棚、８…ポッド搬送装置、９…ウエハ（基板）、１０…ポッド、１０ａ…蓋体、１０ｂ…ウエハ出し入れ口、１０ｃ…ウエハ収納室、１１…ウエハ移載室筐体、１２…ウエハ移載室、１３…ヒータユニット、１４…プロセスチューブ、１５…ボートエレベータ、１６…ボート、１７…給気装置、１７Ａ…排気装置、１８…ウエハ移載装置、１９…ウエハ授受ポート、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、５７…パッキン、６０…ポッドオープナ室筐体、６１…ポッドオープナ室、６２…ウエハ出し入れ口、６３…排気管（排気手段）、６４…ポンプ、６５…開閉弁（排気量調整手段）、６６…バイパスライン（排気量調整手段）、６７…給気管、６７Ａ…給気装置、６９…窒素ガス、７０…コントローラ、７１、７２、７３…圧力計、８０…ガスステーション（不活性ガス充填ステーション）、８１…支持台、８２…載置台、８３…位置決めピン、８４…ノズル、８５…排気ダクト、９１…位置決め凹部、９２…吸気弁、９３…排気弁、９５…フィルタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関し、特に、蓋体を有するキャリアを取り扱う技術に係り、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を作り込まれる半導体ウエハ（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。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造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（ウエハ搬送容器）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と、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成された容器部の開口面に蓋体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。
【０００３】
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に、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。
【０００４】
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、蓋体を着脱してポッドのウエハ出し入れ口を開閉するためのポッド開閉装置（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蓋体を保持するクロージャとを備えており、クロージャが蓋体を保持した状態でポッドに対して進退することにより、蓋体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。例えば、特許文献１参照。
なお、バッファカセット庫においてはカセット収納ケース内が不活性ガス雰囲気となっているので、無用の酸化が防止されることが、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−７８０１号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のバッチ式ＣＶＤ装置においては、ポッドのウエハ収納室に不活性ガスを充填する場合もある。しかし、シール部がリークしてポッドのウエハ収納室は大気雰囲気になってしまうのが通例である。
このように、ウエハ収納室が大気雰囲気になっていると、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（ウエハ移載室）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。
【０００６】
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】
【０００７】
本発明に係る半導体製造装置は、基板を収納する基板収納室の基板出し入れ口に蓋体が着脱自在に装着されるキャリアが保持されるキャリア保持部と、前記キャリア保持部に保持される前記キャリアの前記蓋体を開閉するキャリア開閉装置と、前記キャリア開閉装置が設けられた基板搬送室と、前記基板搬送室から搬送される前記基板を収容して処理する基板処理室と、前記キャリア保持部へ運ばれる前または前記キャリア保持部から運び出された後の前記キャリアを保管するキャリア保管部と、前記キャリアを保持し前記基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
前記した手段によれば、待機中のキャリアの基板収納室に不活性ガスを充填することができるので、待機中のキャリアでの基板の自然酸化、待機後のキャリアへの基板の収納時の自然酸化、待機後のキャリアからの基板の取り出し時のキャリアからの酸素の拡散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１０】
本実施の形態において、本発明に係る半導体製造装置は、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に示されたバッチ式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の正面壁にはポッド出し入れ口３が開設されており、ポッド出し入れ口３はフロントシャッタ４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３にはウエハ９を収納するキャリアとしてのポッド１０の位置合わせを実行するキャリア保持部であるポッドステージ５が設置されており、ポッド１０はポッド出し入れ口３を通してポッドステージ５に出し入れされるようになっている。
【００１１】
筐体２内の前側空間にはポッド保管室６が形成されており、ポッド保管室６の後側空間の上部には回転式のポッド棚７が設置されている。回転式のポッド棚７は複数個のポッド１０を同時に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７は略卍形状に形成された複数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。ポッド保管室６の前後方向の略中央部にはポッド搬送装置８が設置されている。ポッド搬送装置８はポッドステージ５と回転式のポッド棚７と後記するウエハ授受ポート１９と不活性ガス充填部であるガスステーション８０との間でポッド１０を搬送するように構成されている。
【００１２】
筐体２内の後側空間の下部には基板搬送室としてのウエハ移載室１２を形成したウエハ移載室筐体１１が構築されており、回転式のポッド棚７はこのウエハ移載室筐体１１の上に構築されている。ウエハ移載室筐体１１の後端部の上にはヒータユニット１３が垂直方向に据え付けられており、ヒータユニット１３の内部には処理室を形成したプロセスチューブ１４が同心に配置されている。図示しないが、プロセスチューブ１４にはプロセスチューブ１４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と、プロセスチューブ１４内を真空排気するための排気管とが接続されている。
ウエハ移載室１２の後側部分には基板搬送装置としてのボートエレベータ１５が設置されている。ボートエレベータ１５は電動モータによって駆動される送りねじ装置等によって構築されており、プロセスチューブ１４の真下に配置されたボート１６を垂直方向に昇降させるように構成されている。ボート１６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１４の処理室に対して搬入搬出するように構成されている。
ウエハ移載室１２のボートエレベータ１５と反対側には不活性ガス導入手段としての給気装置１７が設置されており、給気装置１７は不活性ガスとしての窒素ガスを吹き出すように構成されている。ウエハ移載室１２の給気装置１７の反対側には、ウエハ移載室１２を排気する排気装置１７Ａが設置されている。
【００１３】
ウエハ移載室１２には基板搬送装置としてのウエハ移載装置１８が設置されており、ウエハ移載装置１８はウエハ授受ポート１９とボート１６との間でウエハ９を搬送するように構成されている。
ウエハ移載室筐体１１の正面壁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１９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１９、１９にはキャリア開閉装置であるポッドオープナ２０がそれぞれ設置されている。
【００１４】
上下のウエハ授受ポート１９、１９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１９に設置されたものについて説明する。
【００１５】
図２および図３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１９とウエハ移載装置１８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を備えている。ベース２１にはポッド１０の蓋体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。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に、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。
【００１６】
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１９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。
【００１７】
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。
【００１８】
図４に示されているように、ベース２１のウエハ移載装置１８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。
【００１９】
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。
【００２０】
前後方向移動台３４の上面にはクロージャ４０を支持するブラケット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。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。
【００２１】
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、蓋体１０ａに付着した異物がウエハ移載装置１８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。クロージャ４０の背面における外周縁には、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２をシールするためのパッキン５７が敷設されている。便宜上、図４および図５においては、ポッドオープナ室筐体６０の図示が省略されている。
【００２２】
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、蓋体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。
【００２３】
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、蓋体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蓋体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は蓋体１０ａの位置決め穴に嵌入して蓋体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。
【００２４】
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（図２参照）が、その回転軸５０ａ（図２参照）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（図４参照）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。
【００２５】
図６および図７に示されているように、ベース２１の背面にはキャリア開閉室としてのポッドオープナ室６１を形成するポッドオープナ室筐体６０が、クロージャ４０を収容するように設備されている。ポッドオープナ室筐体６０のポッドオープナ室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。ポッドオープナ室筐体６０の背面壁におけるウエハ出し入れ口２２に対向する位置には、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２（図７参照）が開設されており、ウエハ出し入れ口６２はクロージャ４０の背面部によって閉塞され得る大きさの四角形の開口に形成されている。なお、ウエハ出し入れ口６２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。
【００２６】
図７に示されているように、ポッドオープナ室筐体６０の正面壁であるベース２１のウエハ出し入れ口６２と反対側の位置には、ポッドオープナ室６１を排気する排気手段としての排気管６３の吸引口がポッドオープナ室６１に連通するように接続されており、排気管６３の吐出端は真空引きするポンプ６４に接続されている。排気管６３には排気量調整手段としての開閉弁６５および固定絞りを形成したバイパスライン６６が介設されており、開閉弁６５はコントローラ７０によって制御されるようになっている。
ポッドオープナ室筐体６０の背面壁における排気管６３と反対側の位置には、不活性ガス導入手段としての給気管６７の一端が接続されており、給気管６７の他端には給気装置６７Ａが接続されている。
【００２７】
図７に示されているように、筐体２にはポッドオープナ室６１外の室としてのポッド保管室６の圧力Ｐ1 を測定する第一圧力計７１と、ポッドオープナ室６１内の圧力Ｐ2 を測定する第二圧力計７２と、ポッドオープナ室６１に連設された基板搬送室としてのウエハ移載室１２の圧力Ｐ3 を測定する第三圧力計７３が接続されており、それらの圧力計７１、７２、７３はコントローラ７０に測定結果を送信するようになっている。
コントローラ７０はパネルコンピュータやパーソナルコンピュータおよびマイクロコンピュータ等のハードウエアと、それらにプログラミングされたソフトウエアとから構成されており、各圧力計７１、７２、７３等の測定結果に基づいて後述する作用を実行させるようになっている。
【００２８】
本実施の形態においては、図１に示されているように、ポッド保管室６のポッド搬送装置８の前方の上部には、キャリアを保持し基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部としての不活性ガス充填ステーション８０が左右に一対、設備されている。不活性ガス充填ステーション８０はポッド１０のウエハ収納室１０ｃ（図８参照）に不活性ガスである窒素ガスを充填するように構成されている。
図１、図８および図９に示されているように、不活性ガス充填ステーション（以下、ガスステーションという。）８０はポッド保管室６に水平に固定された支持台８１を備えており、支持台８１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８１の上面には載置台８２が支持されており、載置台８２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。載置台８２の上面には三本の位置決めピン８３が、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８３はポッド１０が載置台８２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９１（図９参照）に嵌入するようになっている。
図９に示されているように、載置台８２の上面には窒素ガスを注入するノズル８４と、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃからの排気を取り込む排気ダクト８５とがそれぞれ配管されている。ノズル８４はポッド１０のウエハ収納室１０ｃに設備された吸気弁９２に対向するように配設されており、排気ダクト８５は同じく排気弁９３に対向されている。
なお、吸気弁９２は大気圧よりも若干大きい圧力でのウエハ収納室１０ｃへの流入のみを許容するように構成されており、排気弁９３は大気圧よりも若干大きい圧力でのウエハ収納室１０ｃからの流出のみを許容するように設定されている。吸気弁９２および排気弁９３はフィルタ９５を備えている。
【００２９】
次に、ＩＣの製造方法における前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置による成膜工程を説明する。
説明を理解し易くするため、以下の説明においては、一方のウエハ授受ポート１９を上段ポートＡとし、他方のウエハ授受ポート１９を下段ポートＢとする。
【００３０】
図１に示されているように、筐体２内のポッドステージ５にポッド出し入れ口３から搬入されたポッド１０は、ポッド搬送装置８によって指定されたポッド棚７に適宜に搬送されて保管される。
【００３１】
ポッド棚７に保管されたポッド１０は、ポッド搬送装置８によってピックアップされ、ガスステーション８０に搬送されて、図１、図８および図９に示されているように、ガスステーション８０の載置台８２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９１が載置台８２の三本の位置決めピン８３とそれぞれ嵌合されることにより、ポッド１０が載置台８２に保持される。
次いで、窒素ガス６９がガスステーション８０のノズル８４からポッド１０のウエハ収納室１０ｃに注入されるとともに、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃの大気がガスステーション８０の排気ダクト８５から排気されることにより、窒素ガス６９がポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填される。すなわち、ノズル８４からの窒素ガス６９が吸気弁９２を通じてウエハ収納室１０ｃに注入されると、ウエハ収納室１０ｃの大気は排気弁９３から排気ダクト８５に排気される。排気ダクト８５に排気した大気は、排気ダクト８５を通じてポッド保管室６の外部に廃棄される。
以上のポッド１０のウエハ収納室１０ｃへの窒素ガス６９の充填は、両方のガスステーション８０、８０において、作業効率よく短時間に実施される。
窒素ガス充填後のポッド１０のウエハ収納室１０ｃの酸素濃度は、２０ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
窒素ガスが充填されたポッド１０はポッド搬送装置８によってピックアップされ、上段ポートＡに搬送されて、図３に示されているように、ポッドオープナ２０の載置台２７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。
【００３３】
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１０に示されているように、ポッド１０の開口側の端面がベース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（図２参照）が蓋体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の蓋体１０ａが吸着具４６（図２参照）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（図４参照）によって回動されると、解錠軸４１は蓋体１０ａ側の錠前に係合した係合部４１ａ（図２参照）によって蓋体１０ａの錠前の施錠を解除する。
【００３４】
ポッド１０の蓋体１０ａが解錠された後に、前後方向移動台３４（図５参照）がベース２１から離れる方向にロータリーアクチュエータ３７の作動によって移動されると、図１１で参照されるように、クロージャ４０はポッド１０の蓋体１０ａを真空吸着保持した状態で、ポッドオープナ室６１の中を後退することにより、蓋体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。この際、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃの雰囲気とポッドオープナ室６１との雰囲気が混ざり合うが、本実施の形態においては、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃには窒素ガス６９が予め充填されており、ポッドオープナ室６１は窒素ガス６９で予めパージされているので、酸素濃度が上昇することはない。
【００３５】
図１１に示されているように、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、クロージャ４０の背面壁のパッキン５７がポッドオープナ室筐体６０の背面壁に開設されたウエハ出し入れ口６２の周辺部にポッドオープナ室６１の内側から押接するために、ポッドオープナ室６１はクロージャ４０およびポッド１０によって密封された状態になる。
この間、ポッド保管室６の圧力Ｐ1 はポッドオープナ室６１の圧力Ｐ2 よりも小さく制御されている。
【００３６】
クロージャ４０およびポッド１０がポッドオープナ室６１を密封すると、図１１に示されているように、ポッドオープナ室６１には窒素ガス６９が給気管６７から供給されるとともに、排気管６３によって排気されることにより流通される。ポッドオープナ室６１を流通する窒素ガス６９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の雰囲気を排気するとともに、ウエハ収納室１０ｃに充満する。その結果、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃは新鮮な窒素ガス６９によってパージされた状態になる。
この際、ポッド保管室６の圧力Ｐ1 はポッドオープナ室６１の圧力Ｐ2 およびウエハ移載室１２の圧力Ｐ3 よりも小さく制御されている。
【００３７】
次いで、左右方向移動台３１（図４参照）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１２で参照されるように、蓋体１０ａを吸着具４６（図２参照）によって真空吸着保持したクロージャ４０は、ポッドオープナ室６１をウエハ出し入れ口６２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、ポッドオープナ室筐体６０のウエハ出し入れ口６２、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、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６９によって予めパージされているため、大気中の空気や水分がウエハ移載室１２に放出されることはなく、それらによるウエハ移載室１２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。
【００３８】
クロージャ４０が退避されると、図１２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へポッドオープナ室筐体６０の背面壁のウエハ出し入れ口６２、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。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。
なお、マッピングはポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおけるウエハ９の所在位置（ウエハ９がどの保持溝にあるのか。）を確認する作業のことである。
【００３９】
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１６にウエハ移載装置１８によって順次装填（チャージング）されて行く。この際、ウエハ移載室１２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。
【００４０】
この上段ポートＡにおけるウエハ移載装置１８によるウエハ９のボート１６への装填作業中に、下段ポートＢにはポッド棚７から別のポッド１０がポッド搬送装置８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ると、上段ポートＡにおけるウエハ９のボート１６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１８によるウエハ９のボート１６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１８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。
【００４１】
翻って、上段ポートＡにおいてウエハ移載装置１８によるウエハ９のボート１６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蓋体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。蓋体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、蓋体１０ａの錠前を施錠する。蓋体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。
このようにしてウエハ出し入れ口１０ｂが蓋体１０ａによって閉塞されると、ウエハ収納室１０ｃに充填された窒素ガス６９は封入された状態になる。
【００４２】
蓋体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７へポッド搬送装置８によって搬送されて、ポッド棚７に一時的に保管される。
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。
【００４３】
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１８によるウエハ９のボート１６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１６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８によって交互に繰り返し供給されることになる。
以上をウエハ取り出しステップとする。
【００４４】
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１６に移載されると、ウエハ授受ポート１９にとっては実質的に待機中となる成膜ステップがプロセスチューブ１４において実行される。
すなわち、ボート１６はボートエレベータ１５によって上昇されて、プロセスチューブ１４の処理室に搬入（ボートローディング）される。ボート１６が上限に達すると、ボート１６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１４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１４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によって真空排気され、ヒータユニット１３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１６がボートエレベータ１５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１６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（ボートアンローディング）される。
【００４５】
装填ステーションに搬出されたボート１６の処理済みウエハ９は、ウエハ移載装置１８によってピックアップされ、上段ポートＡに予め搬入されて蓋体１０ａを外されて開放された空のポッド１０に収納される。この際、ガスステーション８０において窒素ガス６９がウエハ収納室１０ｃに予め充填された空のポッド１０が、上段ポートＡに搬送されて移載される。
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蓋体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、次いで、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。
この際においても、窒素ガス６９がポッドオープナ室６１に給気管６７と排気管６３とによって流通されることにより、ポッドオープナ室６１およびポッド１０のウエハ収納室１０ｃが窒素ガス６９によってパージされ、ウエハ収納室１０ｃには新鮮な窒素ガス６９が充填される。
蓋体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、蓋体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６９が密封された状態になる。
蓋体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の蓋体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７にポッド搬送装置８によって搬送されて戻される。
処理済みウエハ９がボート１６から全てディスチャージされる迄、この作業が上段ポートＡと下段ポートＢとにおいて交互に繰り返される。
以上をウエハ収納ステップとする。
【００４６】
処理済みウエハ９を収納してポッド棚７に戻されたポッド１０は、ポッド棚７からポッドステージ５へポッド搬送装置８によって搬送される。
ポッドステージ５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。
【００４７】
ところで、図１３は窒素ガス充填後のポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
図１３において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。
図１３のグラフは次の条件によって得られた。
ポッド１０がポッド棚７からガスステーション８０に移載された後に、ガスステーション８０において窒素ガス６９が１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに５分間導入された。その後、ポッド１０がガスステーション８０からポッド棚７に移載された。
図１３によれば、次のことが判る。
大気の酸素濃度と同一である２０００００ｐｐｍ（２０％）の酸素濃度は、窒素ガスの充填に従って対数比例で減少して行き、５分後に５０００ｐｐｍ（０．５％）に達する。窒素ガスの充填停止後にポッド棚７に戻されたポッド１０の酸素濃度は、一度急激に上昇して２００００ｐｐｍ（２％）に達するが、その後は、横這いになる。そして、２５分後においても、大気の酸素濃度よりも低く維持する。
このことから、本実施の形態によれば、ガスステーション８０において窒素ガス６９を充填されたポッド１０のウエハ収納室１０ｃの酸素濃度は、ポッド棚７での待機中に、大気の酸素濃度よりも充分低い値に維持可能なことが判る。
【００４８】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００４９】
1) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填することにより、ウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度を低く維持することができるので、ポッド棚７での待機中のポッド１０におけるウエハ９の自然酸化膜の形成を防止することができる。
【００５０】
2) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに予め充填することにより、ポッドオープナ２０でのポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ポッドオープナ室６１やポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度の上昇を防止することができるので、ウエハ移載室１２の酸素濃度の上昇による弊害の発生を未然に防止することができる。
【００５１】
3) ガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに予め充填することにより、ポッドオープナ２０でのポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ポッドオープナ室６１やポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度の上昇を防止することができるので、ポッドオープナ２０に対する窒素ガス６９の流量を減少させるか、または、窒素ガス６９によるパージ時間を短縮することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
例えば、ガスステーション８０はポッド棚７に設備してもよい。
本実施の形態によれば、ポッド１０のポッド棚７における待機中に窒素ガスを常に充填し続けることができるので、待機中におけるポッド１０のウエハ収納室１０ｃにおける酸素濃度を到達限界値（窒素ガスを導入し続けても上昇しない値）に常に維持することができる。
図１４は窒素ガス充填によるポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
図１４において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。
図１４のグラフは、次の条件によって得られた。
窒素ガスが１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッドのウエハ収納室に常時導入された。
図１４によれば、次のことが判る。
大気の酸素濃度と同一である２０００００ｐｐｍ（２０％）の酸素濃度は、窒素ガスの充填に従って対数比例で減少して行き、約１０分後に数十ｐｐｍに達し、その後は、横這いになる。
このことから、本実施の形態によれば、ポッドのウエハ収納室の酸素濃度を到達限界値である数十ｐｐｍに維持可能なことが判る。
【００５４】
また、ガスステーション８０はウエハ授受ポート１９に設備してもよい。
本実施の形態によれば、ポッドオープナ２０によるポッド１０の蓋体１０ａの取り外しに際して、ウエハ授受ポート１９のガスステーション８０において窒素ガス６９をポッド１０のウエハ収納室１０ｃに充填することにより、窒素ガス６９の消費量を減少させることができる。また、窒素ガス６９の消費量を同等に設定する場合には、窒素ガス６９によるパージ時間を短縮することができる。
図１５は本実施の形態の効果をポッドオープナでの窒素ガスパージとの比較で示すグラフである。
図１５において、縦軸は酸素濃度（ｐｐｍ）を対数目盛りによって表しており、横軸は時間を「分」によって表している。実線曲線は本実施の形態の場合を示しており、破線曲線は比較例の場合を示している。
図１５のグラフは、次の条件によって得られた。
本実施の形態の場合は、ポッド１０がポッド棚７からガスステーション８０に移載された後に、ガスステーション８０において窒素ガス６９が１０リットル毎分（１０ｌ／分）の流量をもって、ポッド１０のウエハ収納室１０ｃに５分間導入された。その後、ポッド１０がポッドオープナ２０に移載され、ポッドオープナ室６１に窒素ガス６９が３０リットル毎分をもって供給された。
比較例の場合は、ポッドオープナ室６１に窒素ガス６９が１００リットル毎分をもって供給された。
図１５によれば、次のことが判る。
本実施の形態に係る窒素ガスの３０リットル毎分の導入は、比較例に係る１００リットル毎分の導入と同等である。
このことから、本実施の形態によれば、窒素ガスの消費量を低減可能なことが判る。
【００５５】
不活性ガスは窒素ガスに限らず、他の不活性ガスを使用してもよい。
【００５６】
キャリアは、複数枚のウエハを直接的に収納するポッドを使用するに限らず、複数枚のウエハを積層したオープンカセットを収納するカセット収納ケースを使用してもよい。
【００５７】
バッチ式ＣＶＤ装置は成膜処理に使用するに限らず、酸化膜形成処理や拡散処理等の他の熱処理（thermal treatment ）にも使用することができる。
【００５８】
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、酸化装置、拡散装置、アニール装置、その他の熱処理装置（furnace ）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】
【００５９】
【図１（ａ）】本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【図１（ｂ）】その平面断面図である。
【図２】ポッドオープナを示す正面側から見た斜視図である。
【図３】そのポッド載置状態を示す斜視図である。
【図４】ポッドオープナを示す背面側から見たポッドオープナ室筐体を取り除いた一部省略斜視図である。
【図５】図４の省略したＶ部を示す斜視図である。
【図６】ポッドオープナを示す背面側から見たポッドオープナ室筐体を設備した斜視図である。
【図７】バッチ式ＣＶＤ装置を示す一部省略平面断面図である。
【図８】ガスステーションを示す一部省略斜視図である。
【図９】その一部省略正面断面図である。
【図１０】ポッドオープナ室の作用を説明するための一部省略平面断面図であり、蓋体の取外し前を示している。
【図１１】同じくポッドオープナ室の密封時を示す一部省略平面断面図である。
【図１２】同じくマッピング時を示す一部省略平面断面図である。
【図１３】窒素ガス充填後のポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
【図１４】窒素ガス充填によるポッドの酸素濃度の変化を示すグラフである。
【図１５】第三の実施の形態の効果をポッドオープナでの窒素ガスパージとの比較で示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１…バッチ式ＣＶＤ装置（半導体製造装置）、２…筐体、３…ポッド出し入れ口、４…シャッタ、５…ポッドステージ、６…ポッド保管室、７…ポッド棚、８…ポッド搬送装置、９…ウエハ（基板）、１０…ポッド、１０ａ…蓋体、１０ｂ…ウエハ出し入れ口、１０ｃ…ウエハ収納室、１１…ウエハ移載室筐体、１２…ウエハ移載室、１３…ヒータユニット、１４…プロセスチューブ、１５…ボートエレベータ、１６…ボート、１７…給気装置、１７Ａ…排気装置、１８…ウエハ移載装置、１９…ウエハ授受ポート、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、５７…パッキン、６０…ポッドオープナ室筐体、６１…ポッドオープナ室、６２…ウエハ出し入れ口、６３…排気管（排気手段）、６４…ポンプ、６５…開閉弁（排気量調整手段）、６６…バイパスライン（排気量調整手段）、６７…給気管、６７Ａ…給気装置、６９…窒素ガス、７０…コントローラ、７１、７２、７３…圧力計、８０…ガスステーション（不活性ガス充填ステーション）、８１…支持台、８２…載置台、８３…位置決めピン、８４…ノズル、８５…排気ダクト、９１…位置決め凹部、９２…吸気弁、９３…排気弁、９５…フィルタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収納する基板収納室の基板出し入れ口に蓋体が着脱自在に装着されるキャリアが保持されるキャリア保持部と、前記キャリア保持部に保持される前記キャリアの前記蓋体を開閉するキャリア開閉装置と、前記キャリア開閉装置が設けられた基板搬送室と、前記基板搬送室から搬送される前記基板を収容して処理する基板処理室と、前記キャリア保持部へ運ばれる前または前記キャリア保持部から運び出された後の前記キャリアを保管するキャリア保管部と、前記キャリアを保持し前記基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部と、を備えていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１】
基板を収納する基板収納室の基板出し入れ口に蓋体が着脱自在に装着されるキャリアが保持されるキャリア保持部と、前記キャリア保持部に保持される前記キャリアの前記蓋体を開閉するキャリア開閉装置と、前記キャリア開閉装置が設けられた基板搬送室と、前記基板搬送室から搬送される前記基板を収容して処理する基板処理室と、前記キャリア保持部へ運ばれる前または前記キャリア保持部から運び出された後の前記キャリアを保管するキャリア保管部と、前記キャリアを保持し前記基板収納室に不活性ガスを充填する不活性ガス充填部と、を備えていることを特徴とする半導体製造装置。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１（ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−８６３０８（Ｐ２００６−８６３０８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６８９３０（Ｐ２００４−２６８９３０）
【出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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