JP2003086668A - 生産装置および生産方法 - Google Patents

生産装置および生産方法

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JP2003086668A
JP2003086668A JP2001280065A JP2001280065A JP2003086668A JP 2003086668 A JP2003086668 A JP 2003086668A JP 2001280065 A JP2001280065 A JP 2001280065A JP 2001280065 A JP2001280065 A JP 2001280065A JP 2003086668 A JP2003086668 A JP 2003086668A
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Tomohide Shirosaki
友秀 城崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製品のリードタイムを短縮できるとともに、生
産ライン中に存在する仕掛かり品の数量を削減すること
ができる生産装置および生産方法を提供する。 【解決手段】枚葉処理装置とバッチ処理装置とを有し、
ウェーハを収容するウェーハカセットWCが一生産ロッ
トとして所定の生産プロセスにしたがって枚葉処理装置
およびバッチ処理装置に搬入され製品を生産する生産装
置であって、ウェーハカセットWCは、互いに連結、分
離が可能となっており、枚葉処理装置は、単独のウェー
ハカセットWCが搬入され、バッチ処理装置は連結され
た複数のウェーハカセットWCが搬入され、かつ、当該
複数のウェーハカセットWCに収容された複数のウェー
ハWを一生産ロットとして所定の処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、半導体
装置等の製品の製造プロセスに用いられる生産装置およ
び生産方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体技術における集積化技術の
進展により、大部分の種類の電子回路が半導体チップと
して構成され、電子機器に組み込まれており、電子機器
の信頼性の向上、小型化、低価格化等に貢献している。
このような半導体チップは、製造工程が長く複雑である
ため、生産リードタイムが、たとえば、1カ月以上と長
い。しかし、最近においては、電子機器の製品寿命は短
命化する傾向にあり、タイムリーな半導体チップの供給
に対する要求、すなわち、必要な時に必要な量の半導体
チップが供給されることへの要求が高まっている。この
要求に応えるために、たとえば、中間在庫としての大量
の仕掛かり品を半導体チップの製造工程に保有すること
が行われている。特に、生産リードタイムに大きな影響
を与えるウェーハ処理工程においては、一度に複数毎の
ウェーハを各処理工程に投入し、各処理工程に大量の仕
掛かり品を保有する状態で半導体チップを生産してい
る。このように、従来においては、半導体チップの製造
ラインにおいて大量の仕掛かり品を保有することによ
り、半導体チップの需要に対応している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体チッ
プの製造ラインにおいて大量の仕掛かり品を保有する
と、結果として効率の良い生産を行うことができない。
たとえば、ウェーハ処理工程においては、工程が複雑で
あるため、仕掛かり品を工程全体で平準化するウェーハ
の流し方のルールが決められていないうえに、製造設備
への投資の回収を少しでも早く行うために生産高を上げ
るよう同一製品をまとめて処理する傾向になっている。
その結果、ウェーハは多数のロットが生産ラインになが
され、多量の中間在庫をもつことになる。流し方のルー
ルが存在せず、多数のロットが流されると、必然的に製
品のリードタイムが長くなり、需要予測が外れる製品も
ロットも増加する。製品の需要予測が外れた場合には、
中間在庫の不良償却あるいは評価損をしなければなら
ず、大きな損失となるうえ、結果として適切に供給され
た半導体製品の単価を上げることにもなる。さらに、ウ
ェーハがウェーハ処理工程に仕掛かると、受注精度の高
い製品から優先して処理に着手しており、このことがさ
らに生産現場を混乱させる原因となり、製品のリードタ
イムのばらつきを発生させる原因となっっている。
【0004】上記したような背景から、半導体装置の生
産プロセスにおいては、エンドユーザーに対する半導体
装置の供給も大まかに行われ、納入量も一度に大量であ
ることが一般的であり、部品類の在庫を出来るかぎり少
なくしようとしているセット事業所などに対して適切に
製品を供給することができていないのが現状である。
【0005】一方、ウェーハ処理工程のリードタイムを
短縮し、仕掛かり品を削減していわゆるジャストインタ
イムに近い状態で半導体装置を供給する方法としては、
たとえば、ロット編成を少なくする方法が挙げられる。
しかしながら、ロット編成を少なくして各ロットのリー
ドタイムを短縮するには、ロット編成を少なくしたこと
に伴うロット数の増加に応じて処理装置の台数を増加さ
せる必要があり、処理装置の台数が従来と同じであると
リードタイムを短縮することが難しい。また、ウェーハ
処理工程のリードタイムを短縮する方法として、各ロッ
トの処理装置へのローディングを省略し連続して処理を
行うことが考えられる。しかしながら、ローディングを
省略して連続処理を行うためには、半導体装置の製造プ
ロセスに多用される真空処理装置においては新たにロー
ドロックチャンバ等を追加する必要があり、生産装置の
コストが嵩むという問題がある。
【0006】本発明は、上述の問題に鑑みて成されたも
のであって、その目的は、製品のリードタイムを短縮で
き、仕掛かり品の数量を削減することができる生産装置
および生産方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の生産装置は、被
処理体に一枚毎に所定の処理を施す枚葉処理装置と、複
数の被処理体に一括して所定の処理を施すバッチ処理装
置とを有し、被処理体を収容する搬送容器が一生産ロッ
トとして所定の生産プロセスにしたがって前記枚葉処理
装置および前記バッチ処理装置に搬入され製品を生産す
る生産装置であって、前記搬送容器は、互いに連結、分
離が可能となっており、前記枚葉処理装置は、単独の搬
送容器が搬入され、前記バッチ処理装置は、連結された
複数の搬送容器が搬入され、かつ、当該複数の搬送容器
に収容された複数の被処理体を一生産ロットとして所定
の処理を施す。
【0008】好適には、前記枚葉処理装置および前記バ
ッチ処理装置が真空雰囲気下で被処理体に処理を施す真
空処理装置の場合に、前記真空処理装置の真空予備室
は、搬入される前記搬送容器の連結数に応じて当該真空
予備室の排気すべき容積を変更可能に構成されている。
【0009】前記被処理体は、半導体ウェーハである。
【0010】本発明の生産方法は、搬送容器に収容され
た被処理体を一生産ロットとして、当該搬送容器を所定
の生産プロセスにしたがって被処理体に一枚毎に所定の
処理を施す枚葉処理装置および複数の被処理体に一括し
て所定の処理を施す前記バッチ処理装置に搬入して製品
を生産する生産方法であって、前記搬送容器は、互いに
連結、分離が可能となっており、前記枚葉処理装置にお
いて処理を行う場合には、単独で搬送容器を搬入し、前
記バッチ処理装置において処理を行う場合には、複数の
搬送容器を連結して搬入し、当該複数の搬送容器に収容
された複数の被処理体を一生産ロットとして所定の処理
を施す。
【0011】本発明では、連結、分離可能な搬送容器を
用いて被処理体を製品の生産ラインを構成している枚葉
処理装置およびバッチ処理装置に搬入する際に、枚葉処
理装置には搬送容器を単独で搬入し、バッチ処理装置に
は複数の搬送容器を連結して搬入する。このように、バ
ッチ処理装置に対しては複数のロットを集中させて大ロ
ットとして搬入し、枚葉処理装置には分散させて搬入す
ることにより、生産ラインにおいて被処理体は搬送容器
によって規定されるロット単位で流れているが、バッチ
処理装置においては複数のロットが一生産ロットとして
一括して処理が施される。これにより、枚葉処理装置に
おいては、一枚毎に処理を行うため、ロット編成数に応
じてロット毎のリードタイムが短縮され、バッチ処理装
置は効率良く使用されることになる。さらに、本発明は
枚葉処理装置および/またはバッチ処理装置が真空処理
室で構成されている場合に、この真空処理室への搬送容
器の搬入、あるいは、これら複数の真空処理室からの搬
送容器の搬出を行うための真空予備室の排気のための容
積を搬送容器の連結数に応じて変更する。すなわち、搬
送容器の連結数が少ない場合には、排気のための容積を
小さくし、搬送容器の連結数が多い場合には、排気のた
めの容積を大きくする。排気のための容積を搬送容器の
連結数に応じて変更すると、複数の真空処理室への搬送
容器のローディングあるいは複数の真空処理室からのア
ンローディングに要する時間を短縮することができ、結
果として、製品のリードタイムが短縮される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の一実施形態に係る生産方法および生産
装置を説明するための図である。なお、本実施形態で
は、半導体装置の生産の場合を一例として説明する。図
1に示すように、複数の枚葉処理装置MA1〜MAY、
バッチ処理装置BA、複数の枚葉処理装置MB1〜MB
Y等によって工程A、工程Bおよび工程Cを有する半導
体装置の生産ラインが構成されている。この生産ライン
に、異なる品種の複数のロットLA〜LXが投入され、
各品種に応じた半導体装置がロット単位で生産される。
【0013】枚葉処理装置MA1〜MAYは、各ロット
LA〜LXのウェーハに一枚毎に工程Aの処理を施すた
めの装置である。枚葉処理装置MA1〜MAYとして、
具体的には、たとえば、ドライエッチング装置、CVD
(chemical vapor deposition) 装置、CMP(chemical
mechanical polishing )装置、イオン注入装置等種々が
挙げられるが、これらの装置は常に枚葉処理装置という
わけではなく、複数のウェーハを一括して処理するバッ
チ処理装置である場合もある。
【0014】バッチ処理装置BAは、工程Aを経た各ロ
ットLA〜LXのウェーハに一括して工程Bの処理を施
すための装置である。バッチ処理装置BAとしては、た
とえば、洗浄装置や拡散装置等が挙げられる。
【0015】枚葉処理装置MB1〜MBYは、工程Aお
よび工程Bを経た各ロットLA〜LXのウェーハに一枚
毎に工程Cの処理を施すための装置である。
【0016】本実施形態では、生産ラインに投入された
各ロットLA〜LXのウェーハは、たとえば、品種に応
じて選択された複数の枚葉処理装置MA1〜MAYに分
散して投入される。
【0017】次いで、各枚葉処理装置MA1〜MAYで
処理された各ロットLA〜LXのウェーハは合体され
て、バッチ処理装置BAへ投入され一括して処理され
る。
【0018】次いで、バッチ処理装置BAで処理された
各ロットLA〜LXのウェーハは、再び分散されて品種
に応じて選択された複数の枚葉処理装置MB1〜MBY
に分散して投入される。さらに、工程Cの処理を施され
た各ロットLA〜LXのウェーハは、下流の工程へと送
られる。
【0019】各枚葉処理装置MA1〜MAYからバッチ
処理装置BAへのウェーハの搬送、および、バッチ処理
装置BAから各枚葉処理装置MB1〜MBYへのウェー
ハの搬送は、たとえば、図2に示すようなウェーハカセ
ットを用いて行われる。図2に示すウェーハカセットW
Cは、各ロットLA〜LXを編成する所定枚数(たとえ
ば、6枚)のウェーハWを収納可能となっており、基本
的に、このウェーハカセットWC毎に処理が行われる。
【0020】ウェーハカセットWCは、図2に示すよう
に、複数段に積み上げて互いに連結することができるよ
うになっており、連結した状態で搬送が可能である。さ
らに、連結された複数のウェーハカセットWCは、再
び、単独のウェーハカセットWCに分離可能となってい
る。
【0021】上記構成のウェーハカセットWCを用いる
ことにより、各枚葉処理装置MA1〜MAには、単独の
ウェーハカセットWCがそれぞれ搬入され、各枚葉処理
装置MA1〜MAにおいて処理されたのち複数段に積み
上げて互いに連結されたウェーハカセットWCがバッチ
処理装置BAに搬入される。バッチ処理装置BAにおい
て処理されたのち、連結された複数のウェーハカセット
Wは、再び分離され、単独のウェーハカセットWCが枚
葉処理装置MB1〜MBYに分散投入される。
【0022】このように、各ロットLA〜LXを編成す
る所定枚数のウェーハWを保持するウェーハカセットW
Cを連結、分離することにより、枚葉処理装置MA1〜
MAあるいはMB1〜MBYには、各ロットLA〜LX
を分散して投入することができる。たとえば、ウェーハ
カセットWCの保持するウェーハWの枚数を従来の枚数
(たとえば、25枚や100枚)よりも少なくすること
により、各枚葉処理装置MA1〜MAあるいはMB1〜
MBYにおいて、各ロットLA〜LXが工程Aおよび工
程Cを通過するのに要する時間、すなわち、リードタイ
ムを大幅に短縮することができる。この結果、生産ライ
ンに存在する仕掛かり品の量を削減することが可能とな
る。
【0023】また、本実施形態では、編成数が削減され
た各ロットLA〜LXの各ウェーハカセットWCを連結
してバッチ処理装置BAに投入することにより、ロット
LA〜LXを合体させたものをあたかも一つの生産ロッ
トとしてバッチ処理を施すことが可能となる。このた
め、バッチ処理装置BAの行う工程Bを各ロットLA〜
LX毎に行う必要がなくなり、バッチ処理装置BAの稼
働率を向上することができるとともに、生産ラインのリ
ードタイムも短縮することができる。
【0024】第2実施形態 上述した第1の実施形態では、連結、分離が可能なウェ
ーハカセットWCを用いることにより、各ロットLA〜
LXの編成数(ウェーハWの枚数)を削減し、各ロット
LA〜LXのリードタイムを短縮する構成について説明
した。ところで、半導体装置の生産ラインに用いられる
枚葉処理装置MA1〜MA,MB1〜MBYやバッチ処
理装置BAは、真空雰囲気下で処理を行う真空処理装置
である場合も多い。本実施形態では、上述した第1の実
施形態において、枚葉処理装置MA1〜MA,MB1〜
MBYやバッチ処理装置BAが真空処理室である場合
に、真空処理室へのウェーハカセットWCのローディン
グおよびアンローディングに用いられる真空予備室の構
成について説明する。
【0025】半導体装置の生産ラインに用いられる真空
処理装置は、たとえば、図3に示すようなマルチチャン
バ装置が一般的である。図3において、マルチチャンバ
装置は、中心部に設けられた搬送室TCの周囲に複数の
真空処理室PC1〜PC3およびロードロック室LLC
1,LLC2が連結されている。
【0026】ロードロック室LLC1は、搬送室TCや
真空処理室PC1〜PC3を大気中に開放しないで、ウ
ェーハカセットWCの取り入れを行うための真空室であ
る。ロードロック室LLC1には、搬送室TCとの間で
開閉可能なゲートバルブを備えており、当該ロードロッ
ク室LLC1にウェーハカセットWCを搬入した後、ロ
ードロック室LLC1を排気したのち、ゲートバルブを
開いてウェーハカセットWCを搬送室TCに搬入する。
【0027】搬送室TCは、真空室であり、ロードロッ
ク室LLC1に搬入されたウェーハカセットWCあるい
はウェーハカセットWCに収納されたウェーハWを各真
空処理室PC1〜PC3に移載する搬送ロボットTRを
備えている。この搬送ロボットTRは、各真空処理室P
C1〜PC3で処理されたウェーハWあるいは当該ウェ
ーハWを収納したウェーハカセットWCをロードロック
室LLC2に移載することも行う。
【0028】真空処理室PC1〜PC3は、真空室であ
り、ゲートバルブによって搬送室TCに対して開閉し、
搬送室TCから搬入されたウェーハWに大して所定の処
理を行う。
【0029】ロードロック室LLC2は、搬送室TCや
真空処理室PC1〜PC3を大気中に開放しないで、ウ
ェーハカセットWCを外部に取り出すための真空室であ
る。
【0030】上述した枚葉処理装置MA1〜MA,MB
1〜MBYやバッチ処理装置BAが真空雰囲気下で処理
を行う場合には、上記のように構成されるマルチチャン
バ装置の真空処理室PC1〜PC3に設置される。
【0031】図4は、本発明の生産装置の一実施形態に
係るロードロック室の構成を示す斜視図である。図4に
示すロードロック室60は、上記したロードロック室L
LC1やLLC2に適用される。図4において、ロード
ロック室60は、一側面にヒンジ結合された開閉扉62
によってウェーハカセットWCを出し入れするための開
口部61が開閉する。開口部61とは反対側の側面は、
上記した搬送室TCに連結される。
【0032】このロードロック室60は、上部が蓋51
によって密閉されるが、この蓋51がスペーサ53を備
えた蓋52に交換可能となっている。スペーサ53の周
囲には、ロードロック室60の内壁との間をシールする
シール部材54が設けられている。
【0033】蓋51を用いてロードロック室60の上部
を閉じると、蓋51は平板あるので、図5(a)に示す
ように、ロードロック室60内の容積は最大化する。ま
た、蓋52を用いてロードロック室60の上部を閉じる
と、図5(b)に示すように、ロードロック室60内の
容積はスペーサ53の容積に応じて減少する。
【0034】ロードロック室60内を排気するポンプの
能力が一定である場合に、ロードロック室60内の容積
が変化すると、排気するのに要する時間は、ロードロッ
ク室60内の容積が小さいほど短くなる。半導体装置の
生産ラインにおいてリードタイムを短縮する観点から、
ロードロック室60内を排気するのに要する時間は、短
いほどよい。
【0035】このため、本実施形態では、図5に示すよ
うに、ウェーハカセットWCの積み上げ数(連結数)に
応じて、蓋51および蓋52のいずれかを選択する。具
体的には、図5(a)に示すように、ウェーハカセット
WCの連結数が比較的多い場合には、スペーサ53の備
わっていない蓋51でロードロック室60を密閉し、ウ
ェーハカセットWCの連結数が比較的少ない場合には、
スペーサ53の備わった蓋52でロードロック室60を
密閉する。すなわち、本実施形態では、ロードロック室
60に搬入またはロードロック室60から搬出されるウ
ェーハカセットWCの連結数に応じて、ロードロック室
60内の容積を変更する。また、一種類のスペーサ53
だけでなく、種々の容積をもつスペーサを予め用意して
おき、ウェーハカセットWCの連結数に応じてスペーサ
を変更し、ロードロック室60内の排気すべき容積を最
小化する構成とすると、ロードロック室60内を排気す
るのに要する時間が最短化される。
【0036】ここで、仮に上記の真空処理室PC1〜P
C3に、上記の枚葉処理装置MA1〜MAXのいずれか
が設けられているとする。真空処理室PC1〜PC3に
ウェーハカセットWCを搬入するのに、各ウェーハカセ
ットWC毎にロードロック室60の開閉および排気動作
を行うと、リードタイムが長時間化してしまうという不
利益が存在する。
【0037】このため、真空処理室PC1〜PC3に搬
入すべきウェーハカセットWCを積み上げ、一括して搬
入用のロードロック室60に搬入する。このとき、ロー
ドロック室60は上述したように容積が最小化されてい
る。
【0038】積み上げたウェーハカセットWCは、搬送
室TCに搬入されたのち、分離され、各真空処理室PC
1〜PC3に搬入されて処理が施される。各真空処理室
PC1〜PC3で処理されたのち、ウェーハカセットW
Cは再び積み上げられて、搬出用のロードロック室60
から搬出される。この搬出用のロードロック室60も上
述したように容積を最小化されている。
【0039】このように、連結、分離が可能なウェーハ
カセットWCおよび容積が変更可能なロードロック室6
0を併用することにより、さらにリードタイムを短縮す
ることができる。すなわち、本実施形態によれば、一つ
のロットの編成数を小さくするとともに、ウェーハカセ
ットWCを連結、分離可能としている。このため、ウェ
ーハカセットWCは連結数によってサイズが様々に変化
する。このサイズの変化に応じてロードロック室60の
排気すべき容積を最小化することにより、真空処理室へ
のウェーハカセットWCのロードおよび真空処理室から
のウェーハカセットWCのアンロードに要する時間を短
縮することができる。
【0040】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れない。上述した実施形態では、ロードロック室60
は、蓋51および52の変更により容積を変更する構成
としたが、たとえば、スペーサを自動的に移動する機構
を設け、容積を自動的に変更する構成とすることも可能
である。また、上述した実施形態では、半導体装置の生
産ラインの場合について説明したが、半導体装置以外の
対象にも本発明は適用可能である。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、製品のリードタイムを
短縮できるとともに、生産ライン中に存在する仕掛かり
品の数量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る生産方法および生産
装置を説明するための図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るウェーハカセットの
構成を説明するための斜視図である。
【図3】マルチチャンバ装置の構成の一例を示す図であ
る。
【図4】本発明の生産装置の一実施形態に係るロードロ
ック室の構成を示す斜視図である。
【図5】ロードロック室の容積の変更方法を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
60…ロードロック室、51,52…蓋、53…スペー
サ、WC…ウェーハカセット、W…ウェーハ、MA,M
B…枚葉処理装置、BA…バッチ処理装置。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理体に一枚毎に所定の処理を施す枚葉
    処理装置と、複数の被処理体に一括して所定の処理を施
    すバッチ処理装置とを有し、被処理体を収容する搬送容
    器が一生産ロットとして所定の生産プロセスにしたがっ
    て前記枚葉処理装置および前記バッチ処理装置に搬入さ
    れ製品を生産する生産装置であって、 前記搬送容器は、互いに連結、分離が可能となってお
    り、 前記枚葉処理装置は、単独の搬送容器が搬入され、 前記バッチ処理装置は、連結された複数の搬送容器が搬
    入され、かつ、当該複数の搬送容器に収容された複数の
    被処理体を一生産ロットとして所定の処理を施す生産装
    置。
  2. 【請求項2】前記枚葉処理装置および/または前記バッ
    チ処理装置が真空雰囲気下で被処理体に処理を施す真空
    処理装置で構成される場合に、 前記真空処理装置の真空予備室は、搬入される前記搬送
    容器の連結数に応じて当該真空予備室の排気すべき容積
    を変更可能に構成されている請求項1に記載の生産装
    置。
  3. 【請求項3】前記被処理体は、半導体ウェーハである請
    求項1に記載の生産装置。
  4. 【請求項4】搬送容器に収容された被処理体を一生産ロ
    ットとして、当該搬送容器を所定の生産プロセスにした
    がって被処理体に一枚毎に所定の処理を施す枚葉処理装
    置および複数の被処理体に一括して所定の処理を施す前
    記バッチ処理装置に搬入して製品を生産する生産方法で
    あって、 前記搬送容器は、互いに連結、分離が可能となってお
    り、 前記枚葉処理装置において処理を行う場合には、単独で
    搬送容器を搬入し、 前記バッチ処理装置において処理を行う場合には、複数
    の搬送容器を連結して搬入し、当該複数の搬送容器に収
    容された複数の被処理体を一生産ロットとして所定の処
    理を施す生産方法。
  5. 【請求項5】前記枚葉処理装置および/または前記バッ
    チ処理装置が真空雰囲気下で被処理体に処理を施す複数
    の真空処理装置で構成される場合に、前記真空処理装置
    の真空予備室の排気すべき容積を前記搬送容器の連結数
    に応じて変更する請求項4に記載の生産方法。
  6. 【請求項6】前記被処理体は、半導体ウェーハである請
    求項4に記載の生産方法。
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Cited By (6)

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