JP2011258982A - Substrate processing method, substrate processing apparatus, manufacturing method for semiconductor device and substrate transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の被処理基板に成膜、アニール処理、拡散処理等の各種処理を行い半導体装置を製造する基板処理方法に関するものであり、特に2台以上のボートが使用される基板処理装置に於ける処理方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method for manufacturing a semiconductor device by performing various processes such as film formation, annealing, and diffusion on a substrate to be processed such as a silicon wafer and a glass substrate, and in particular, two or more boats are used. The present invention relates to a processing method in a substrate processing apparatus.
基板を処理する処理装置として、縦型の反応炉を具備し、該反応炉内に所定数の被処理基板(以下ウェーハと称す)を水平姿勢でボートに多段に保持して処理するバッチ式の基板処理装置がある。 As a processing apparatus for processing a substrate, a vertical type reactor is provided, and a batch-type reactor that processes a predetermined number of substrates to be processed (hereinafter referred to as wafers) in a horizontal posture on a boat in multiple stages in the reactor. There is a substrate processing apparatus.
更に、スループットを向上することを目的として、複数のボートを具備するものがある。 Furthermore, there are some equipped with a plurality of boats for the purpose of improving the throughput.
例えば、この種の装置として、特許第2681055号公報に記載されているものがある。 For example, there is an apparatus of this type described in Japanese Patent No. 2681055.
特許第2681055号公報に記載されている装置に於いては、ウェーハ移載装置と反応炉の真下空間との間にボート交換装置が配置されており、ボート交換装置の回転テーブルの上に2台のボートが載置され、回転テーブルを中心として2台のボートが180度ずつ回転することにより、未処理ウェーハを保持するボートと処理済ウェーハを保持するボートとが交換される様になっている。 In the apparatus described in Japanese Patent No. 2681055, a boat exchange device is disposed between the wafer transfer device and the space directly below the reaction furnace, and two units are provided on the rotary table of the boat exchange device. The two boats are rotated by 180 degrees around the rotary table so that the boat holding the unprocessed wafer and the boat holding the processed wafer are exchanged. .
斯かる基板処理装置に於いては、1つのボートについて処理が実行されている間に、他のボートに対してウェーハ移載装置による処理済ウェーハの払出し、未処理ウェーハの移載が実行され、次の処理工程の準備が行われ、全体として処理時間が短縮される様になっている。 In such a substrate processing apparatus, while processing is being executed for one boat, the processed wafer is discharged by the wafer transfer device and the unprocessed wafer is transferred to the other boat. Preparation for the next processing step is performed, and the processing time is shortened as a whole.
複数のボートを使用している場合、各ボートは設計的には同一であるが、ボートを構成する材質の純度、又ボートが繰返し使用される為、不純物の付着状態が相違する等ボート間で個体差がある。この為、基板処理の内容とボートとの相性が生じ、基板を処理した場合、ボートによって処理結果が微妙に異なることがある。 When multiple boats are used, each boat is identical in design, but the purity of the materials that make up the boat, and because the boats are used repeatedly, the adhesion state of impurities is different between boats. There are individual differences. For this reason, compatibility between the contents of the substrate processing and the boat occurs, and when a substrate is processed, the processing result may differ slightly depending on the boat.
従来では、ボートの個体差と処理の内容とについて配慮されてなく、この為使用されるボートによって処理品質に不均一性が生じるという不具合があった。 Conventionally, the individual difference of boats and the contents of processing are not considered, and there is a problem that processing quality is uneven depending on the boat used.
本発明は斯かる実情に鑑み、ボートの個体差に基づく処理品質の相異を解消し、処理品質の安定化、向上を図るものである。 In view of such circumstances, the present invention eliminates differences in processing quality based on individual differences between boats, and stabilizes and improves processing quality.
本発明は、反応炉と、該反応炉内で基板を保持する為の複数のボートと、該ボートの識別手段を有し、基板処理の内容に応じてボートを指定して基板処理を行う基板処理方法に係るものである。 The present invention includes a reaction furnace, a plurality of boats for holding a substrate in the reaction furnace, and a boat identification unit, and a substrate for performing substrate processing by designating a boat according to the contents of the substrate processing This relates to the processing method.
本発明によれば、反応炉と、該反応炉内で基板を保持する為の複数のボートと、該ボートの識別手段を有し、基板処理の内容に応じてボートを指定して基板処理を行うので、ボートの個体差に基づく処理品質の相異を解消し、処理品質の安定化、向上が図れるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a reaction furnace, a plurality of boats for holding a substrate in the reaction furnace, and an identification means for the boat are provided. As a result, it is possible to eliminate the difference in processing quality based on individual differences between boats, and to achieve an excellent effect of stabilizing and improving the processing quality.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態に係る基板処理装置1は図1に概略の構成が示される様に、筐体2の内部に縦型反応炉11を有する縦型拡散・CVD装置(以下CVD装置と称す)であり、前記筐体2の前面には基板収納容器50(例えばウェーハカセット、FOUP(frontopning
unified pod)等ポッド50と称す)を授受する授受ステージ8が設けられ、前記筐体1の内部で一側(前方より見て右側)に基板移載機41が前記授受ステージ8に対向する様に設けられ、前記基板移載機41の後方にはボートエレベータ20が筐体内右側に設けられている。前記縦型反応炉11の直下には熱処理ステージ4が設けられ、前記ボートエレベータ20はボート21を、前記熱処理ステージ4の位置から前記縦型反応炉11に装入、該縦型反応炉11から前記熱処理ステージ4へ引出しする様になっている。前記ボートエレベータ20に対向してボート移送装置30が設けられている。該ボート移送装置30は前後に待機ステージ5と冷却ステージ6とを具備し、該待機ステージ5、冷却ステージ6と前記熱処理ステージ4間で前記ボート21の移送を行う。
A substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment is a vertical diffusion / CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) having a vertical reaction furnace 11 inside a housing 2 as shown in FIG. There is a substrate storage container 50 (for example, wafer cassette, FOUP (front topping) on the front surface of the housing 2.
A transfer stage 8 for transferring a unified pod 50) is provided, and the substrate transfer machine 41 faces the transfer stage 8 on one side (right side as viewed from the front) inside the casing 1. A boat elevator 20 is provided on the right side in the housing behind the substrate transfer machine 41. A heat treatment stage 4 is provided immediately below the vertical reaction furnace 11, and the boat elevator 20 loads the boat 21 into the vertical reaction furnace 11 from the position of the heat treatment stage 4, and from the vertical reaction furnace 11. The heat treatment stage 4 is drawn out. A boat transfer device 30 is provided opposite to the boat elevator 20. The boat transfer device 30 includes a standby stage 5 and a cooling stage 6 at the front and rear, and transfers the boat 21 between the standby stage 5, the cooling stage 6, and the heat treatment stage 4.
前記縦型反応炉11は有天円筒状のヒータユニット18、該ヒータユニット18と同心に内設された石英製の反応管13を有し、該反応管13は反応室12を画成する。前記反応管13は炉口フランジ14を介して前記筐体2に支持され、前記反応管13には前記反応室12の上方に開口するガス導入管17が設けられ、前記炉口フランジ14には排気管16が設けられている。前記ガス導入管17は原料ガス、窒素ガス等のガスを供給する為のガス供給源(図示せず)に接続され、前記排気管16は前記反応室12を所定の圧力に保持する為の真空排気装置(図示せず)に接続されている。 The vertical reaction furnace 11 has a celestial cylindrical heater unit 18 and a quartz reaction tube 13 concentric with the heater unit 18, and the reaction tube 13 defines a reaction chamber 12. The reaction tube 13 is supported by the housing 2 via a furnace port flange 14, and the reaction tube 13 is provided with a gas introduction tube 17 that opens above the reaction chamber 12. An exhaust pipe 16 is provided. The gas introduction pipe 17 is connected to a gas supply source (not shown) for supplying a gas such as a raw material gas or nitrogen gas, and the exhaust pipe 16 is a vacuum for maintaining the reaction chamber 12 at a predetermined pressure. It is connected to an exhaust device (not shown).
前記ポッド50は処理基板であるウェーハを所定数(例えば25枚)収納した状態で搬送される密閉式の搬送容器であり、開閉可能な蓋を有している。 The pod 50 is a hermetic transport container that is transported in a state where a predetermined number (for example, 25) of wafers as processing substrates are accommodated, and has a lid that can be opened and closed.
ウェーハの搬送容器として前記ポッド50が使用される場合には、ウェーハが密閉された状態で搬送されることになる為、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ェーハの清浄度は維持することができる。従って、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為、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。 When the pod 50 is used as a wafer transfer container, since the wafer is transferred in a sealed state, the cleanliness of the wafer is maintained even if particles are present in the surrounding atmosphere. can do. Accordingly, since it is not necessary to set the cleanliness in the clean room where the CVD apparatus is installed, the cost required for the clean room can be reduced.
図3に示されている様に、前記ボート21は下端板22と該下端板22に立設された複数本(本実施の形態では3本)の支柱24に支持された上端板23を有し、前記支柱24には所要ピッチで基板保持溝25が刻設され、該基板保持溝25にウェーハ7が挿入されることで、該ウェーハ7が前記ボート21に水平姿勢で保持される。該ボート21の下端板22の下には断熱キャップ部26が形成されており、該断熱キャップ部26の下側には脚柱27を介してベース29が設けられている。前記脚柱27によって形成された該ベース29と断熱キャップ部26間の間隙には後述するボート移送装置30のアームが嵌合可能となっている。 As shown in FIG. 3, the boat 21 has a lower end plate 22 and an upper end plate 23 supported by a plurality of (three in this embodiment) support columns 24 erected on the lower end plate 22. The support 24 is formed with substrate holding grooves 25 at a required pitch, and the wafer 7 is inserted into the substrate holding grooves 25 so that the wafer 7 is held in the horizontal position on the boat 21. A heat insulating cap portion 26 is formed below the lower end plate 22 of the boat 21, and a base 29 is provided below the heat insulating cap portion 26 via a leg column 27. An arm of a boat transfer device 30 (to be described later) can be fitted in a gap between the base 29 and the heat insulating cap portion 26 formed by the pedestal 27.
前記授受ステージ8は前記基板処理装置1の外部に対して前記ポッド50を授受するものであり、該ポッド50の蓋(図示せず)を開閉する為のドア開閉装置(図示せず)を具備している。 The transfer stage 8 is for transferring the pod 50 to the outside of the substrate processing apparatus 1 and includes a door opening / closing device (not shown) for opening and closing a lid (not shown) of the pod 50. is doing.
前記基板移載機41は送り螺子機構を有するエレベータ42と、該エレベータ42により昇降される昇降ベース43と、該昇降ベース43に回転可能に設けられた回転テーブル44と該回転テーブル44に進退可能に設けられた基板移載ヘッド46とを具備し、又該基板移載ヘッド46には前記ウェーハ7を保持する基板移載プレート47が上下方向に所要段(本実施の形態では5段)設けられている。而して、前記基板移載機41は昇降、回転、進退の協働により前記授受ステージ8のポッド50と熱処理ステージ4に位置する降下状態のボート21との間で前記ウェーハ7を移載可能となっている。 The substrate transfer machine 41 has an elevator 42 having a feed screw mechanism, a lift base 43 that is lifted and lowered by the elevator 42, a rotary table 44 that is rotatably provided on the lift base 43, and can be moved back and forth to the rotary table 44. The substrate transfer head 46 is provided with a substrate transfer plate 47 for holding the wafer 7 in a vertical direction (five steps in the present embodiment). It has been. Thus, the substrate transfer machine 41 can transfer the wafer 7 between the pod 50 of the transfer stage 8 and the boat 21 in the lowered state positioned on the heat treatment stage 4 by the cooperation of raising, lowering, rotating, and retreating. It has become.
前記ボートエレベータ20は送り螺子機構によりキャップ19を昇降可能であり、該キャップ19には前記ボート21が載置され、該ボート21は前記キャップ19を介して前記ボートエレベータ20に昇降され、前記熱処理ステージ4の位置から前記縦型反応炉11に装入、該縦型反応炉11から前記熱処理ステージ4へ引出しされる様になっている。又、前記キャップ19は前記ボート21を前記縦型反応炉11に装入した状態では、前記縦型反応炉11の炉口部を気密に閉塞する。 The boat elevator 20 can move the cap 19 up and down by a feed screw mechanism, and the boat 21 is placed on the cap 19. The boat 21 is moved up and down to the boat elevator 20 through the cap 19, and the heat treatment is performed. The vertical reaction furnace 11 is charged from the position of the stage 4 and drawn out from the vertical reaction furnace 11 to the heat treatment stage 4. Further, the cap 19 hermetically closes the furnace port of the vertical reaction furnace 11 in a state where the boat 21 is loaded in the vertical reaction furnace 11.
前記ボート移送装置30は、図4に詳細が示されている。 The boat transfer device 30 is shown in detail in FIG.
コの字状をし、前記筐体2の壁面に沿って立てられたフレーム35に鉛直のガイドシャフト36が設けられ、該ガイドシャフト36に下スライダ37、上スライダ38が摺動自在に設けられている。該上スライダ38にはモータにより螺子ロッドが回転される送り螺子機構39が連結され、該送り螺子機構39により前記上スライダ38は昇降可能となっている。該上スライダ38には回転エアシリンダ、ロータリソレノイド等の回転アクチュエータ40を介してクランク状に屈曲した上アーム32が設けられ、該上アーム32は前記回転アクチュエータ40によって少なくとも180°は回転可能となっている。 A vertical guide shaft 36 is provided on a frame 35 having a U-shape and standing along the wall surface of the housing 2, and a lower slider 37 and an upper slider 38 are slidably provided on the guide shaft 36. ing. The upper slider 38 is connected to a feed screw mechanism 39 in which a screw rod is rotated by a motor, and the upper slider 38 can be moved up and down by the feed screw mechanism 39. The upper slider 38 is provided with an upper arm 32 bent in a crank shape via a rotary actuator 40 such as a rotary air cylinder or a rotary solenoid, and the upper arm 32 can be rotated at least 180 ° by the rotary actuator 40. ing.
又、前記下スライダ37についても同様な構成で、前記送り螺子機構39が連結され、前記回転アクチュエータ40を介してクランク状に下アーム31が前記下スライダ37に設けられている。又、前記下アーム31、上アーム32は回転した場合に相互に干渉しない様な形状となっている。 Also, the lower slider 37 has the same configuration, and the feed screw mechanism 39 is connected, and the lower arm 31 is provided on the lower slider 37 in a crank shape via the rotary actuator 40. The lower arm 31 and the upper arm 32 are shaped so as not to interfere with each other when rotated.
前記下アーム31、上アーム32の水平部分はいずれも円弧形状に形成されており、前記脚柱27が形成する間隙に嵌合可能であり、嵌合した状態では前記断熱キャップ部26が前記下アーム31、上アーム32に載置され、前記ボート21は前記下アーム31、上アーム32により垂直に支持される様になっている。 The horizontal portions of the lower arm 31 and the upper arm 32 are both formed in an arc shape, and can be fitted into the gap formed by the pedestal 27. In the fitted state, the heat insulating cap portion 26 is in the lower part. The boat 21 is placed on the arm 31 and the upper arm 32, and the boat 21 is vertically supported by the lower arm 31 and the upper arm 32.
前記待機ステージ5には前記ボート21を垂直に支持する待機台33が設置されており、前記下アーム31は、回転、昇降の協働により前記ボート21を前記待機台33と熱処理ステージ4のキャップ19との間で移送する様に構成されている。前記冷却ステージ6には冷却台34が設置されており、前記上アーム32は、回転、昇降の協働により前記ボート21を前記冷却台34と熱処理ステージ4のキャップ19との間で移送する様に構成されている。 The standby stage 5 is provided with a standby table 33 that vertically supports the boat 21, and the lower arm 31 supports the boat 21 with a cap of the standby table 33 and the heat treatment stage 4 by cooperation of rotation and elevation. It is comprised so that it may transfer between. A cooling table 34 is installed on the cooling stage 6, and the upper arm 32 is configured to transfer the boat 21 between the cooling table 34 and the cap 19 of the heat treatment stage 4 by cooperation of rotation and elevation. It is configured.
尚、前記筐体2の側面に設けられたクリーンユニット3と該クリーンユニット3と対向した位置に配置された排気ファン9により前記筐体2内には前記待機ステージ5、冷却ステージ6から熱処理ステージ4を経て流れるクリーンエア15の一方向流れが形成される。 A clean unit 3 provided on a side surface of the housing 2 and an exhaust fan 9 disposed at a position facing the clean unit 3 are placed in the housing 2 from the standby stage 5 and the cooling stage 6 to the heat treatment stage. A one-way flow of clean air 15 flowing through 4 is formed.
図5は制御システムを示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the control system.
図5に示されている制御システム60はいずれもコンピュータによって構築されたメインコントローラ66と複数のサブコントローラ61,62,63,64とによって構成されている。 The control system 60 shown in FIG. 5 includes a main controller 66 constructed by a computer and a plurality of sub-controllers 61, 62, 63, 64.
サブコントローラとしては、反応室12の温度を制御する温度制御サブコントローラ61と、反応室12の圧力を制御する圧力制御サブコントローラ62と、原料ガスやキャリアガス及びパージガス等のガス流量を制御するガス制御サブコントローラ63と、各種のエレべ−タやボート移送装置30及び基板移載機41等の機械を制御する機械制御サブコントローラ64とが構築されており、これらサブコントローラ61,62,63,64は前記メインコントローラ66に制御ネットワーク65によって接続されている。 The sub-controller includes a temperature control sub-controller 61 that controls the temperature of the reaction chamber 12, a pressure control sub-controller 62 that controls the pressure of the reaction chamber 12, and a gas that controls the gas flow rate such as source gas, carrier gas, and purge gas. A control sub-controller 63 and a machine control sub-controller 64 for controlling machines such as various elevators, the boat transfer device 30 and the substrate transfer machine 41 are constructed. These sub-controllers 61, 62, 63, Reference numeral 64 is connected to the main controller 66 through a control network 65.
前記メインコントローラ66には表示手段及び入力手段(ユーザ・インタフェース)としての制御卓67及びハードディスク等の記憶装置68が接続され、該記憶装置68には基板処理を行う為の制御シーケンスプログラム86、各種処理開始前に各種処理条件を設定する為の処理条件入力プログラム87、基板処理の進行状態等をディスプレイ67aに表示させる為の表示プログラム88、或はレシピ等が記憶されている。 The main controller 66 is connected to a control console 67 as a display means and an input means (user interface) and a storage device 68 such as a hard disk. The storage device 68 includes a control sequence program 86 for performing substrate processing, and various types. A processing condition input program 87 for setting various processing conditions before the start of processing, a display program 88 for displaying the progress of substrate processing and the like on the display 67a, a recipe, and the like are stored.
前記制御卓67は前記ディスプレイ67aとキーボード及びマウス(図示せず)とを備えており、前記ディスプレイ67aにレシピの内容(項目名や制御パラメータの数値等)、処理の進行状態等を表示すると共に、キーボードやマウスによって作業者の指令を伝達する様に構成されている。 The control console 67 includes the display 67a, a keyboard and a mouse (not shown), and displays the contents of recipes (item names, numerical values of control parameters, etc.), the progress of processing, etc. on the display 67a. In addition, it is configured to transmit an operator's command by a keyboard or a mouse.
前記メインコントローラ66には各ボートを識別するボート識別手段のボート識別部71が構築(プログラミング)されており、該ボート識別部71にはボート識別の為のボート検出装置72が接続されている。前記ボート識別部71は前記ボート検出装置72の検出結果に基づいて各ボートを識別する様に構成されており、前記メインコントローラ66は前記ボート識別部71の識別結果に基づいて、各ボートに対応した指令を前記サブコントローラ61,62,63,64に指令する様になっている。 The main controller 66 is constructed (programmed) with a boat identification unit 71 of boat identification means for identifying each boat, and a boat detection device 72 for boat identification is connected to the boat identification unit 71. The boat identification unit 71 is configured to identify each boat based on the detection result of the boat detection device 72, and the main controller 66 corresponds to each boat based on the identification result of the boat identification unit 71. This command is sent to the sub-controllers 61, 62, 63, 64.
前記ボート検出装置72は前記待機台33、冷却台34及びキャップ19にそれぞれ設置されており、各ボート検出装置72が前記メインコントローラ66のボート識別部71にそれぞれ接続されている。前記待機台33、冷却台34及びキャップ19にそれぞれ設置された各ボート検出装置72の構成は実質的には同一であるので、ボート検出装置72については図6及び図7に示されている待機台33に設置されたものを説明する。 The boat detection devices 72 are respectively installed on the standby table 33, the cooling table 34 and the cap 19, and each boat detection device 72 is connected to the boat identification unit 71 of the main controller 66. Since the configurations of the boat detection devices 72 installed on the standby table 33, the cooling table 34, and the cap 19, respectively, are substantially the same, the boat detection device 72 is shown in the standby mode shown in FIGS. What was installed in the stand 33 is demonstrated.
前記待機台33の上面には横断面が逆台形である位置合わせ溝81が3条、前記待機台33の上面の中心から中心角を3等分した方向に放射状に配置されて刻設されている。該待機台33には周面から中心側に向って凹部80が形成され、前記待機台33の断面は工の字状となっている。前記3条の位置合わせ溝81の1つに有無検出部73及び識別用検出部74が設けられ、該有無検出部73、識別用検出部74は、前記ボート検出装置72を形成する。該有無検出部73と識別用検出部74は同一構造であるので、該識別用検出部74について説明する。 On the upper surface of the standby table 33, three alignment grooves 81 having a reverse trapezoidal cross section are radially arranged and engraved in a direction in which the central angle is divided into three equal parts from the center of the upper surface of the standby table 33. Yes. A recess 80 is formed in the standby table 33 from the peripheral surface toward the center, and the cross section of the standby table 33 is shaped like a work. One of the three alignment grooves 81 is provided with a presence / absence detection unit 73 and a detection unit for identification 74, and the presence / absence detection unit 73 and the detection unit for identification 74 form the boat detection device 72. Since the presence / absence detection unit 73 and the identification detection unit 74 have the same structure, the identification detection unit 74 will be described.
前記位置合わせ溝81には鉛直方向に保持穴75が穿設され、該保持穴75にプラグ76が上下自在に設けられ、該プラグ76はスプリング77により上方に付勢されている。又、前記プラグ76は下方に押されることで、下端が前記凹部80に突出可能な形状となっている。リミットスイッチ78が前記プラグ76と同心となる様配設され、前記リミットスイッチ78のアクチュエータは前記プラグ76の下端に当接する様になっている。該プラグ76は弗素樹脂等の耐熱性及び耐摩耗性を有した材料によって形成されている。 A holding hole 75 is formed in the alignment groove 81 in the vertical direction, and a plug 76 is vertically provided in the holding hole 75, and the plug 76 is urged upward by a spring 77. Further, the plug 76 is pushed downward so that its lower end can project into the recess 80. A limit switch 78 is arranged so as to be concentric with the plug 76, and the actuator of the limit switch 78 is in contact with the lower end of the plug 76. The plug 76 is formed of a material having heat resistance and wear resistance such as fluorine resin.
前記ベース29の下面の凹部84が形成され、該凹部84の内周面は前記待機台33の外周面と契合する様に逆テーパ形状となっている。又、前記凹部84の底面には、同一円周上の3等分割した位置に3個の位置合わせ突起82が下方に向け突設されており、該位置合わせ突起82は前記位置合わせ溝81の逆台形に対応した切頭円錐形状に形成され、前記ベース29と前記待機台33とが嵌合した状態で、前記位置合わせ突起82と位置合わせ溝81とが嵌合可能となっている。 A recess 84 is formed on the lower surface of the base 29, and the inner peripheral surface of the recess 84 has a reverse taper shape so as to engage with the outer peripheral surface of the standby table 33. Further, on the bottom surface of the concave portion 84, three alignment projections 82 project downwardly at three equally divided positions on the same circumference, and the alignment projections 82 are formed in the alignment groove 81. It is formed in a truncated conical shape corresponding to an inverted trapezoid, and the alignment projection 82 and the alignment groove 81 can be fitted in a state where the base 29 and the standby table 33 are fitted.
又、前記凹部84の底面には、前記位置合わせ突起82の1つを通る同一半径上で、且つ中心点からの距離が前記有無検出部73及び識別用検出部74と同一である位置に被検出子79が設けられている。該被検出子79は前記位置合わせ突起82の位置合わせ機能を損わない様、前記位置合わせ溝81には接触せず前記プラグ76のみを押下する形状となっている。前記被検出子79は石英や炭化シリコン(SiC )によって形成されたベース29の下面に螺着され、着脱可能となっている。 Further, the bottom surface of the recess 84 is covered at a position on the same radius passing through one of the positioning protrusions 82 and at the same distance from the center point as the presence / absence detection unit 73 and the identification detection unit 74. A detector 79 is provided. The detected element 79 is shaped so as to press only the plug 76 without contacting the alignment groove 81 so as not to impair the alignment function of the alignment protrusion 82. The to-be-detected element 79 is screwed onto the lower surface of the base 29 formed of quartz or silicon carbide (SiC) and is detachable.
而して、前記被検出子79が前記有無検出部73、識別用検出部74の位置に合致した状態で、前記ボート21が前記待機台33に載置された時にのみ、前記リミットスイッチ78が作動する。 Thus, the limit switch 78 is set only when the boat 21 is placed on the stand 33 in a state where the detected element 79 matches the position of the presence / absence detecting unit 73 and the detecting unit 74 for identification. Operate.
前記識別用検出部74に対応する外側の被検出子79aは一方のボート(以下、第1ボートとする)21aには取付けられているが、他方のボート(以下、第2ボートとする)21bには取付けられていない。従って、前記識別用検出部74が前記被検出子79を検出した時には第1ボート21aと判断することができ、前記識別用検出部74が被検出子79aを検出しない時には第2ボート21bと判断することができる。 An outer detection element 79a corresponding to the identification detection unit 74 is attached to one boat (hereinafter referred to as a first boat) 21a, but the other boat (hereinafter referred to as a second boat) 21b. Is not installed. Therefore, it can be determined that the first boat 21a is detected when the identification detecting unit 74 detects the detected element 79, and the second boat 21b is determined when the identification detecting unit 74 does not detect the detected element 79a. can do.
又、前記有無検出部73は内側の被検出子79bを検出することで、前記待機台33に前記ボート21が載置されているかどうかを検出することができる。又、前記被検出子79bが前記位置合わせ溝81に嵌合し、更に前記有無検出部73は内側の被検出子79bを検出することで、前記ボート21の前記待機台33、冷却台34等に対する向きの決定機能、向きが正しいかどうかの判断機能も有する。 Further, the presence / absence detecting unit 73 can detect whether or not the boat 21 is mounted on the standby table 33 by detecting an inner detection element 79b. Further, the detection element 79b is fitted in the alignment groove 81, and the presence / absence detection unit 73 detects the detection element 79b on the inner side, whereby the standby table 33, the cooling table 34, etc. of the boat 21 are detected. It also has a function for determining the orientation with respect to and a function for determining whether the orientation is correct.
以下、上記した基板処理装置による基板処理方法を説明する。 Hereinafter, a substrate processing method using the above-described substrate processing apparatus will be described.
前記ボート21の個体差が処理品質に影響を及す基板処理を実行する場合は、処理条件として第1ボート21a、第2ボート21bのいずれか処理に適したボートを選択する。 When the substrate processing in which the individual difference of the boats 21 affects the processing quality is executed, a boat suitable for the processing is selected from the first boat 21a and the second boat 21b as processing conditions.
前記制御卓67より処理条件入力プログラム87を起動する。該処理条件入力プログラム87の起動と共に前記表示プログラム88が起動され、前記ディスプレイ67aには図8で示される移載テーブル編集画面89が表示される。 A processing condition input program 87 is activated from the control console 67. The display program 88 is activated simultaneously with the activation of the processing condition input program 87, and the transfer table editing screen 89 shown in FIG. 8 is displayed on the display 67a.
該移載テーブル編集画面89では該移載テーブル編集画面89のテーブルのファイル名91が示される。前記移載テーブル編集画面89上で処理に必要な各種設定を行う。 In the transfer table edit screen 89, the file name 91 of the table of the transfer table edit screen 89 is shown. Various settings necessary for processing are performed on the transfer table editing screen 89.
ウェーハチャージコマンド入力部92ではダミーウェーハ、モニタウェーハ、プロダクトウェーハ等、各種ウェーハをチャージするか、ディスチャージするかどうかを設定する。時間入力部93では、処理後のウェーハの冷却時間を設定する。スタート条件設定部94ではウェーハの移載、バッチプロセスを手動で開始するか、自動で開始するかを設定する。ボート指定部95では、複数あるボートのどれを指定して基板処理を実行するか、或は指定しないで処理を実行するかを設定する。 The wafer charge command input unit 92 sets whether to charge or discharge various wafers such as a dummy wafer, a monitor wafer, and a product wafer. The time input unit 93 sets the cooling time of the processed wafer. The start condition setting unit 94 sets whether the wafer transfer / batch process is started manually or automatically. The boat designation unit 95 sets which of a plurality of boats is designated to execute the substrate processing or whether to execute the processing without designation.
更に、図示していないが基板処理に対応するレシピを指定する。 Further, although not shown, a recipe corresponding to the substrate processing is designated.
処理条件が設定されると、前記制御シーケンスプログラム86が起動される。 When the processing conditions are set, the control sequence program 86 is activated.
指定されたレシピが前記記憶装置68から読込まれ、前記メインコントローラ66のRAM等に展開されて、各サブコントローラ61,62,63,64に指令されることによって実施される。 The designated recipe is read from the storage device 68, developed in the RAM of the main controller 66, and executed by being instructed to the sub-controllers 61, 62, 63, 64.
尚、基板処理が実行される前に、前記移載テーブル編集画面89でボートが指定されたかどうかが判断され、判断結果に応じて基板処理がなされる。 Before the substrate processing is executed, it is determined whether or not a boat is designated on the transfer table editing screen 89, and the substrate processing is performed according to the determination result.
図1に示される様に、前記第1ボート21aが前記待機ステージ5の待機台33に載置され、前記第2ボート21bが前記冷却ステージ6の冷却台34に載置された状態であるとする。前記第1ボート21aには前記被検出子79aが取付けられ、前記第2ボート21bには前記被検出子79aが取付けられていないので、前記待機台33のボート検出装置72のリミットスイッチ78は作動し、前記冷却台34のボート検出装置72のリミットスイッチ78は作動しない。各ボート検出装置72の作動状態は前記ボート識別部71により監視されており、前記メインコントローラ66は前記第1ボート21a、第2ボート21bがどこにあるかを判断する。 As shown in FIG. 1, the first boat 21 a is placed on the standby stage 33 of the standby stage 5, and the second boat 21 b is placed on the cooling stage 34 of the cooling stage 6. To do. Since the detected element 79a is attached to the first boat 21a and the detected element 79a is not attached to the second boat 21b, the limit switch 78 of the boat detecting device 72 of the standby table 33 is operated. However, the limit switch 78 of the boat detection device 72 of the cooling table 34 is not activated. The operation state of each boat detection device 72 is monitored by the boat identification unit 71, and the main controller 66 determines where the first boat 21a and the second boat 21b are located.
図9に示す様に、処理シーケンスが開始されると、対象ウェーハのボート21への移載が可能かどうかが判断される。即ち、前記授受ステージ8に所定のウェーハが収納されたポッド50が載置されているか、更に該ポッド50の蓋が開けられウェーハの移載準備が完了しているかが判断される。 As shown in FIG. 9, when the processing sequence is started, it is determined whether or not the target wafer can be transferred to the boat 21. That is, it is determined whether the pod 50 in which a predetermined wafer is housed is placed on the transfer stage 8 or whether the lid of the pod 50 is opened and the wafer transfer preparation is completed.
次に、空きボートがあるか、ボートの指定はされているかが順次判断される。ボートの指定がない場合は、空きボートがあると判断されると、ボートの識別は行われずに前記メインコントローラ66から前記機械制御サブコントローラ64へ前記基板移載機41の駆動指令が発せられ、該基板移載機41による前記ポッド50から前記待機ステージ5のボート21へのウェーハ7の移載処理が開始される。 Next, it is sequentially judged whether there is an empty boat or whether a boat is designated. If it is determined that there is an empty boat when no boat is specified, the main controller 66 issues a drive command for the substrate transfer machine 41 to the machine control sub-controller 64 without identifying the boat, Transfer processing of the wafer 7 from the pod 50 to the boat 21 of the standby stage 5 by the substrate transfer machine 41 is started.
ボートの指定があると、更に空きボートが指定ボートであるかどうかが、前記ボート識別部71の判断に基づきなされる。空きボートが指定ボートであった場合、即ち、図1に示される様に、指定ボートが第1ボート21aであり、又該第1ボート21aが空きであった場合、上記と同様に該基板移載機41による前記ポッド50から前記待機ステージ5の第1ボート21aへのウェーハ7の移載処理が開始される。 When a boat is designated, whether or not an empty boat is a designated boat is determined based on the judgment of the boat identification unit 71. When the empty boat is the designated boat, that is, as shown in FIG. 1, when the designated boat is the first boat 21a and the first boat 21a is empty, the substrate transfer is performed as described above. Transfer processing of the wafer 7 from the pod 50 to the first boat 21a of the standby stage 5 by the mounting machine 41 is started.
尚、空きボートがなかった場合、空きボートがあっても指定のボートでなかった場合は、ウェーハ7の移載処理は実行されず、該当した条件がなかったことが前記ディスプレイ67aに表示され、作業者は該ディスプレイ67aに表示された情報で、ボートの指定の必要ない他の基板処理を行う様にするか、或は指定のボートが空く迄他の基板処理を続行させるか等の選択を行う。 If there is no empty boat, but there is an empty boat but it is not a designated boat, the transfer process of the wafer 7 is not executed, and it is displayed on the display 67a that there is no applicable condition. The operator selects, based on the information displayed on the display 67a, whether to perform other substrate processing that does not require the boat designation, or to continue other substrate processing until the designated boat becomes empty. Do.
ウェーハ7の移載処理を行い、予定された全てのウェーハ7の移載が完了すると、図1の状態となる。尚、図1は便宜的に処理済のウェーハを保持した第2ボート21bが前記冷却ステージ6で冷却されている状態を示している。 When the transfer process of the wafer 7 is performed and the transfer of all the scheduled wafers 7 is completed, the state shown in FIG. 1 is obtained. FIG. 1 shows a state where the second boat 21b holding the processed wafer is cooled by the cooling stage 6 for convenience.
移載が完了すると、更に次の制御シーケンスが順次実行される。 When the transfer is completed, the next control sequence is sequentially executed.
尚、各ステージ毎にボート検出装置72が設けられているので、どのボートがどの位置にあるかは容易に判断することができる。判断結果は前記ディスプレイ67aに表示される。即ち、基板処理が実行されている状態で、前記表示プログラム88が起動され、処理状況が前記ディスプレイ67aに表示される。 Since the boat detecting device 72 is provided for each stage, it can be easily determined which boat is in which position. The determination result is displayed on the display 67a. That is, the display program 88 is activated in a state where the substrate processing is being performed, and the processing status is displayed on the display 67a.
図10は、基板処理中に表示される表示画面96を示す。 FIG. 10 shows a display screen 96 displayed during substrate processing.
該表示画面96では詳細は省略してあるが、例えばボート表示部97にはボートの状態がイラストで示され、どのボートがどの位置に、どの状態かが直ちに判別できる様になっている。その他、実行されているレシピのファイル名、処理中の圧力、温度等が表示される。 Although details are omitted on the display screen 96, for example, the boat display portion 97 shows the state of the boat as an illustration so that it is possible to immediately determine which boat is in which position and which state. In addition, the file name of the recipe being executed, the pressure being processed, the temperature, etc. are displayed.
以下は、前記第1ボート21aが指定された場合に続いて実行される基板処理について説明する。 The following describes the substrate processing that is performed when the first boat 21a is designated.
前記待機ステージ5にて指定の枚数のウェーハ7が前記第1ボート21aに装填されると、該第1ボート21aは前記ボート移送装置30の下アーム31によって前記待機ステージ5から前記熱処理ステージ4へ移送され、前記キャップ19の上に移載される。前記第1ボート21aを前記キャップ19に移載した下アーム31は前記待機ステージ5に戻る。 When the designated number of wafers 7 are loaded on the first boat 21 a on the standby stage 5, the first boat 21 a is moved from the standby stage 5 to the heat treatment stage 4 by the lower arm 31 of the boat transfer device 30. It is transferred and transferred onto the cap 19. The lower arm 31 that has transferred the first boat 21 a to the cap 19 returns to the standby stage 5.
前記キャップ19にも前記ボート検出装置72及び位置合わせ溝81が前記待機台33と同様に配設されている為、前記キャップ19に移載された前記第1ボート21aは正確に位置合わせされ、前記ボート識別部71によって有無を確認されると共に識別されることになる。前記メインコントローラ66は前記第1ボート21aに対応した制御条件を温度制御サブコントローラ61、圧力制御サブコントローラ62、ガス制御サブコントローラ63及び機械制御サブコントローラ64に指令する。 Since the boat detection device 72 and the alignment groove 81 are also arranged in the cap 19 in the same manner as the standby table 33, the first boat 21a transferred to the cap 19 is accurately aligned, The boat identification unit 71 confirms the presence or absence and identifies the boat. The main controller 66 commands a control condition corresponding to the first boat 21a to the temperature control sub-controller 61, the pressure control sub-controller 62, the gas control sub-controller 63, and the machine control sub-controller 64.
前記第1ボート21aは前記ボートエレベータ20によって上昇されて前記縦型反応炉11の反応室12に搬入される。前記第1ボート21aが完全に装入されると、前記キャップ19は前記反応室12を気密に閉塞する。 The first boat 21 a is raised by the boat elevator 20 and carried into the reaction chamber 12 of the vertical reactor 11. When the first boat 21a is completely charged, the cap 19 closes the reaction chamber 12 in an airtight manner.
該反応室12が所定の真空度に前記排気管16を介して真空排気され、前記ヒータユニット18によって所定の処理温度(例えば、800〜1000℃)に均一加熱される。前記反応室12の温度が安定すると、処理ガスが該反応室12に前記ガス導入管17を介して所定の流量供給される。供給された処理ガスが加熱により活性化し、前記ウェーハ7に所定の成膜処理が施される。 The reaction chamber 12 is evacuated to a predetermined degree of vacuum through the exhaust pipe 16 and is uniformly heated to a predetermined processing temperature (for example, 800 to 1000 ° C.) by the heater unit 18. When the temperature of the reaction chamber 12 is stabilized, a processing gas is supplied to the reaction chamber 12 through the gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate. The supplied processing gas is activated by heating, and a predetermined film forming process is performed on the wafer 7.
前記第1ボート21aに対する成膜処理の間に、前記第2ボート21bが前記待機ステージ5の待機台33の上に前記ボート移送装置30によって移載され、前記ポッド50のウェーハ7が第2ボート21bに前記基板移載機41によって移載される。 During the film forming process for the first boat 21a, the second boat 21b is transferred onto the standby stage 33 of the standby stage 5 by the boat transfer device 30, and the wafer 7 of the pod 50 is transferred to the second boat. 21b is transferred by the substrate transfer device 41.
この際、前記第2ボート21bのベース29に突設された3個の位置合わせ突起82が前記待機台33の三条の位置合わせ溝81にそれぞれ嵌合する為、前記第2ボート21bは前記待機台33に正確に軸心合わせされると共に、向きが予め指定された方向を向いた状態になっている。而して、前記基板移載機41によるウェーハ7の第2ボート21bへの移載作業は適正に実行される。 At this time, since the three alignment protrusions 82 projecting from the base 29 of the second boat 21b are respectively fitted in the three alignment grooves 81 of the standby table 33, the second boat 21b is in the standby state. The axis is accurately aligned with the table 33, and the direction is in a direction specified in advance. Thus, the transfer operation of the wafer 7 to the second boat 21b by the substrate transfer device 41 is properly executed.
前記第2ボート21bのベース29には前記識別用検出部74に対応した被検出子79aが取付けられていない為、前記ボート検出装置72は被検出子79bを検出するが、被検出子79aを検出しない状態になる。而して、前記ボート識別部71は第2ボート21bと判断し、その判断結果を前記メインコントローラ66に送信する。該メインコントローラ66は前記待機台33に前記第2ボート21bがあることを確認し、前記記憶装置68に記憶させると共に前記ディスプレイ67aに状態を表示させる。 Since the detected element 79a corresponding to the detection unit 74 for identification is not attached to the base 29 of the second boat 21b, the boat detecting device 72 detects the detected element 79b. It will not be detected. Thus, the boat identification unit 71 determines that the boat is the second boat 21 b and transmits the determination result to the main controller 66. The main controller 66 confirms that the second boat 21b is present on the standby stand 33, stores it in the storage device 68, and displays the state on the display 67a.
前記第2ボート21bが空であり、次バッチ処理に適したボートである場合は、上述した手順で、対象となるウェーハが移載され、処理済のウェーハが保持されている場合は、前記第2ボート21bから前記ポッド50に処理済ウェーハが払出された後前記第2ボート21bへのウェーハ7の移載が行われる。 When the second boat 21b is empty and is a boat suitable for the next batch processing, when the target wafer is transferred and the processed wafer is held in the above-described procedure, After the processed wafers are discharged from the two boats 21b to the pod 50, the wafers 7 are transferred to the second boat 21b.
前記第1ボート21aに対する基板処理が完了すると、該第1ボート21aが前記ボートエレベータ20によって下降されて、前記第1ボート21aが前記縦型反応炉11の反応室12から引出される。処理後の第1ボート21a(保持されたウェーハ7群を含む)は高温の状態になっている。 When the substrate processing on the first boat 21 a is completed, the first boat 21 a is lowered by the boat elevator 20, and the first boat 21 a is pulled out from the reaction chamber 12 of the vertical reaction furnace 11. The first boat 21a after processing (including the group of held wafers 7) is in a high temperature state.
処理済み第1ボート21aは前記熱処理ステージ4から前記冷却ステージ6へ前記上アーム32によって直ちに移送される。ここで、前記冷却台34にも前記ボート検出装置72及び位置合わせ溝81が前記待機台33と同様に配設されている為、前記冷却台34に移載された第1ボート21aは正確に位置合わせされ、前記ボート識別部71によって有無を確認されると共に識別されることになる。 The processed first boat 21 a is immediately transferred from the heat treatment stage 4 to the cooling stage 6 by the upper arm 32. Here, since the boat detecting device 72 and the alignment groove 81 are also arranged in the cooling table 34 in the same manner as the standby table 33, the first boat 21a transferred to the cooling table 34 is accurately set. The position is aligned, the presence or absence is confirmed and identified by the boat identification unit 71.
前記冷却ステージ6は前記クリーンユニット3の近傍に位置しており、高温状態の第1ボート21aは前記クリーンユニット3から吹出されるクリーンエア15によって極めて効果的に冷却される。 The cooling stage 6 is located in the vicinity of the clean unit 3, and the first boat 21 a in a high temperature state is extremely effectively cooled by the clean air 15 blown out from the clean unit 3.
前記冷却台34に於いて、例えば150℃以下に冷却された第1ボート21aは、前記ボート移送装置30によって前記熱処理ステージ4を経由して前記待機ステージ5に移送される。尚、この間に前記第2ボート21bに対する未処理ウェーハ7の移載は完了し、前記縦型反応炉11への装入も完了している。 The first boat 21 a cooled to, for example, 150 ° C. or less on the cooling table 34 is transferred to the standby stage 5 via the heat treatment stage 4 by the boat transfer device 30. During this time, the transfer of the unprocessed wafers 7 to the second boat 21b is completed, and the charging to the vertical reactor 11 is also completed.
前記第1ボート21aが前記待機台33に戻されると、前記基板移載機41は前記第1ボート21aから処理済ウェーハ7を受け取って前記授受ステージ8のポッド50に移載していく。この際も、前記有無検出部73及び識別用検出部74の両方が前記ベース29の両方の被検出子79a,79bを検出した状態になる為、前記制御システム60のボート識別部71は第1ボート21aと判断し、その判断結果を前記メインコントローラ66に送信する。該メインコントローラ66はその判断結果を前記記憶装置68に記憶させると共に前記ディスプレイ67aに表示させる。 When the first boat 21a is returned to the standby table 33, the substrate transfer machine 41 receives the processed wafer 7 from the first boat 21a and transfers it to the pod 50 of the transfer stage 8. Also in this case, both the presence / absence detection unit 73 and the detection unit 74 for identification are in a state where both the detected elements 79a and 79b of the base 29 are detected, so that the boat identification unit 71 of the control system 60 is the first. The boat 21a is determined and the determination result is transmitted to the main controller 66. The main controller 66 stores the determination result in the storage device 68 and displays it on the display 67a.
以降、処理に対応したボート21が指定された場合、指定されない場合、指定条件に応じて第1ボート21aと第2ボート21bとによる基板処理が繰返される。 Thereafter, when the boat 21 corresponding to the process is designated or not designated, the substrate processing by the first boat 21a and the second boat 21b is repeated according to the designated condition.
尚、前記ボート検出装置72では前記リミットスイッチ78を使用したが、超音波センサ等の検出器でもよく、又前記被検出子79が設けられる位置は底面でなく、前記ベース29の周面であってもよい。更に、上記実施の形態ではボートが載置されるステージにはそれぞれボート検出装置72を設けたが、上記した様に該ボート検出装置72からの信号、前記ボート識別部71の識別結果を時系列的に前記記憶装置68に記憶させることで、ボートの状態が判断できるので、前記ボート検出装置72は一箇所に設けられていてもよい。 Although the limit switch 78 is used in the boat detection device 72, a detector such as an ultrasonic sensor may be used, and the position where the detected element 79 is provided is not the bottom surface but the peripheral surface of the base 29. May be. Furthermore, in the above embodiment, the boat detection device 72 is provided for each stage on which the boat is placed. However, as described above, the signal from the boat detection device 72 and the identification result of the boat identification unit 71 are time-series. Since the state of the boat can be determined by storing in the storage device 68, the boat detection device 72 may be provided at one location.
1 基板処理装置
5 待機ステージ
6 冷却ステージ
7 ウェーハ
8 授受ステージ
11 縦型反応炉
19 キャップ
20 ボートエレベータ
21 ボート
30 ボート移送装置
33 待機台
34 冷却台
66 メインコントローラ
67 制御卓
68 記憶装置
71 ボート識別部
72 ボート検出装置
73 有無検出部
74 識別用検出部
81 位置合わせ溝
86 制御シーケンスプログラム
87 処理条件入力プログラム
88 表示プログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 5 Standby stage 6 Cooling stage 7 Wafer 8 Transfer stage 11 Vertical reactor 19 Cap 20 Boat elevator 21 Boat 30 Boat transfer device 33 Standby stand 34 Cooling stand 66 Main controller 67 Control console 68 Storage device 71 Boat identification part 72 Boat detector 73 Presence / absence detector 74 Identification detector 81 Alignment groove 86 Control sequence program 87 Processing condition input program 88 Display program
Claims (4)
前記ボートが空きボートではない場合に、前記秋ボートに前記基板の移載を行わないことを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method, wherein the substrate is not transferred to the autumn boat when the boat is not an empty boat.
前記ボートが空きボートではない場合に、前記秋ボートに前記基板の移載を行わないことを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus, wherein when the boat is not an empty boat, the substrate is not transferred to the autumn boat.
前記移載工程では、前記空きボートが前記指定ボートではない場合に前記基板の移載を行わないことを特徴とする半導体装置の製造方法。In the transfer step, the substrate is not transferred when the empty boat is not the designated boat.
前記移載工程では、前記空きボートが前記指定ボートではない場合に前記基板の移載を行わないことを特徴とする基板移載方法。In the transfer step, the substrate transfer method does not perform transfer of the substrate when the empty boat is not the designated boat.
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