JP2019125805A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
基板を処理する第1の処理容器を有する第1の処理モジュールと、
前記第1の処理容器の側面側に隣接して配置され、基板を処理する第2の処理容器を有する第2の処理モジュールと、
前記第1の処理容器内を排気する第1の排気系と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する第1の供給系を含み、前記第1の処理モジュール背面に隣接して配置される第1のユーティリティ系と、
前記第2の処理容器内を排気する第2の排気系と、前記第2の処理容器内に処理ガスを供給する第2の供給系を含み、前記第2の処理モジュール背面に隣接して配置される第2のユーティリティ系と、
を備えた基板処理装置であって、
前記第1の処理モジュールは、前記第1の処理容器の下方に配置され、前記第1の処理容器内外へ基板を搬入出する第1の搬送室を有し、
前記第2の処理モジュールは、前記第2の処理容器の下方に配置され、前記第2の処理容器内外へ基板を搬入出する第2の搬送室を有し、
前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールの背面方向には、前記第1のユーティリティ系と前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールに対して共通に使用されるメンテナンスエリアが形成され、
前記第1の搬送室の背面に前記メンテナンスエリアに面して第1のメンテナンス扉が設置され、前記第2の搬送室の背面に前記メンテナンスエリアに面して第2のメンテナンス扉が設置される技術が提供される。
ゲートバルブ90Aを開き、ボート20Aに対してウエハWを搬送する。複数枚のウエハWがボート26Aに装填(ウエハチャージ)されると、ゲートバルブ90Aが閉じられる。ボート26Aは、ボートエレベータ32Aによって処理室14内に搬入(ボートロード)され、反応管10Aの下部開口は蓋部22Aによって気密に閉塞(シール)された状態となる。
処理室14A内が所定の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ52Aによって真空排気(減圧排気)される。処理室14A内の圧力は、圧力センサ48Aで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ50Aが、フィードバック制御される。また、処理室14A内のウエハWが所定の温度となるように、ヒータ12Aによって加熱される。この際、処理室14Aが所定の温度分布となるように、温度検出部16Aが検出した温度情報に基づきヒータ12Aへの通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構30Aによるボート26AおよびウエハWの回転を開始する。
[原料ガス供給工程]
処理室14A内の温度が予め設定された処理温度に安定すると、処理室14A内のウエハWに対してDCSガスを供給する。DCSガスは、MFC38aにて所望の流量となるように制御され、ガス供給管36aおよびノズル44aを介して処理室14A内に供給される。
次に、DCSガスの供給を停止し、真空ポンプ52Aにより処理室14A内を真空排気する。この時、不活性ガス供給部から不活性ガスとしてN2ガスを処理室14A内に供給しても良い(不活性ガスパージ)。
次に、処理室14A内のウエハWに対してO2ガスを供給する。O2ガスは、MFC38bにて所望の流量となるように制御され、ガス供給管36bおよびノズル44bを介して処理室14A内に供給される。
次に、O2ガスの供給を停止し、真空ポンプ52Aにより処理室14A内を真空排気する。この時、不活性ガス供給部からN2ガスを処理室14A内に供給しても良い(不活性ガスパージ)。
所定膜厚の膜を形成した後、不活性ガス供給部からN2ガスが供給され、処理室14A内がN2ガスに置換されると共に、処理室14Aの圧力が常圧に復帰される。その後、ボートエレベータ32Aにより蓋部22Aが降下されて、ボート26Aが反応管10Aから搬出(ボートアンロード)される。その後、処理済ウエハWはボート26Aより取出される(ウエハディスチャージ)。
処理温度(ウエハ温度):300℃〜700℃、
処理圧力(処理室内圧力)1Pa〜4000Pa、
DCSガス:100sccm〜10000sccm、
O2ガス:100sccm〜10000sccm、
N2ガス:100sccm〜10000sccm、
それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内の値に設定することで、成膜処理を適正に進行させることが可能となる。
例えば、ボート26が破損した場合には、ボート26を交換する必要がある。また、反応管10が破損した場合や、反応管10のクリーニングが必要な場合は、反応管10を取り外す必要がある。このように、搬送室6や処理炉4におけるメンテナンスを実施する場合には、処理装置2の背面側のメンテナンスエリアからメンテナンスを行う。
搬送室6A内が不活性ガスで循環パージされている場合、メンテナンス扉80Aを開放できないようにインターロックが設定されている。また、搬送室6A内の酸素濃度が大気圧における酸素濃度よりも低い場合も、メンテナンス扉80Aを開放できないようにインターロックが設定されている。メンテナンス扉80Bに関しても同様である。さらに、メンテナンス扉80A、80Bを開いているときは、ゲートバルブ90A、90Bを開放できないようにインターロックが設定されている。メンテナンス扉80A、80Bが開の状態でゲートバルブ90A、90Bを開とする場合は、処理装置2全体をメンテナンスモードとした上で、別途設置されているメンテナンススイッチをオンとすることにより、ゲートバルブ90A、90Bに関するインターロックが解除され、ゲートバルブ90A、90Bを開とすることができる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果が得られる。
72・・・供給ボックス
74・・・排気ボックス
76・・・コントローラボックス
Claims (36)
- 基板を処理する第1の処理容器を有する第1の処理モジュールと、
前記第1の処理容器の側面側に隣接して配置され、基板を処理する第2の処理容器を有する第2の処理モジュールと、
前記第1の処理容器内を排気する第1の排気系と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する第1の供給系を含み、前記第1の処理モジュール背面に隣接して配置される第1のユーティリティ系と、
前記第2の処理容器内を排気する第2の排気系と、前記第2の処理容器内に処理ガスを供給する第2の供給系を含み、前記第2の処理モジュール背面に隣接して配置される第2のユーティリティ系と、
を備え、
前記第1の処理モジュールは、前記第1の処理容器の下方に配置され、前記第1の処理容器内外へ基板を搬入出する第1の搬送室を有し、
前記第2の処理モジュールは、前記第2の処理容器の下方に配置され、前記第2の処理容器内外へ基板を搬入出する第2の搬送室を有し、
前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールの背面方向には、前記第1のユーティリティ系と前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールに対して共通に使用されるメンテナンスエリアが形成され、
前記第1の搬送室の背面に前記メンテナンスエリアに面して第1のメンテナンス扉が設置され、前記第2の搬送室の背面に前記メンテナンスエリアに面して第2のメンテナンス扉が設置される、基板処理装置。 - 前記第1のユーティリティ系は、前記第1の供給系を含む第1の供給ボックスと、前記第1の排気系を含む第1の排気ボックスを含み、
前記第2のユーティリティ系は、前記第2の供給系を含む第2の供給ボックスと、前記第2の排気系を含む第2の排気ボックスを含む請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記第1のメンテナンス扉は、前記第1の搬送室の前記背面の中、前記第2の搬送室側を基軸として水平に回動可能に構成され、
前記第2のメンテナンス扉は、前記第2の搬送室の前記背面の中、前記第1の搬送室側を基軸として水平に回動可能に構成される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記第1のメンテナンス扉と、前記第2のメンテナンス扉は、前記第1の搬送室および前記第2の搬送室の背面側後方に互いに反対方向に回動することでそれぞれ開放される請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記第1のメンテナンス扉の第1ヒンジと前記第2のメンテナンス扉の第2ヒンジは、前記第1の処理モジュールと前記第2の処理モジュールの隣接面付近に、互いに隣接するように設置され、前記第1のメンテナンス扉は、前記第2の搬送室に向かって回転して開放可能に構成され、前記第2のメンテナンス扉は、前記第1の搬送室に向かって回転して開放可能に構成される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1のメンテナンス扉と、前記第2のメンテナンス扉は、メンテナンス時に取外し可能に構成される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1の処理容器で処理される基板と、前記第2の処理容器で処理される基板は、それぞれの基板保持具によって複数枚が棚状に支持されながら回転される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1の排気ボックスは、前記第1の処理モジュールの、前記第2の処理モジュールと反対方向の外側側面と前記第1の排気ボックスの外側側面とが、平坦となるように設置され、
前記第2の排気ボックスは、前記第2の処理モジュールの、前記第1の処理モジュールと反対方向の外側側面と前記第2の排気ボックスの外側側面とが、平坦となるように設置される請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記第1の搬送室と前記第2の搬送室は、それぞれの外側側面に、クリーンエアを供給させることが可能なクリーンユニットを備える請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1の搬送室と前記第2の搬送室は、それぞれの前記クリーンユニットと対面する側面に、前記クリーンエアを前記クリーンユニットに再供給することが可能な排気部をそれぞれ備える請求項9に記載の基板処理装置。
- 少なくとも前記第1の搬送室内の圧力および前記第1の搬送室に隣接して配置される移載室の圧力を制御するコントローラを有し、
前記コントローラは、前記メンテナンスエリアを介して前記第1の搬送室内のメンテナンスを行う前に、前記第1の搬送室内の圧力を前記移載室の圧力よりも低い圧力に維持しつつ、前記第1の搬送室内の酸素濃度を上昇させた後、前記第1のメンテナンス扉のインターロックを解除する請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記第1の処理モジュールと前記第2の処理モジュールは、互いに隙間を設けずに配置される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記第1の排気ボックスは、少なくとも前記第1の排気系が備えるAPCバルブを収納し、
前記第2の排気ボックスは、少なくとも前記第2の排気系が備えるAPCバルブを収納する請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記第1の供給ボックスは、少なくとも前記第1の供給系が備えるガス集積システムを収納し、
前記第2の供給ボックスは、少なくとも前記第2の供給系が備えるガス集積システムを収納する請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記メンテナンスエリアは、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室に対して共通に使用される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記メンテナンスエリアは、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室の背面に隣接し、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系のいずれも存在しなくて、前記第1の搬送室及び前記第2の搬送室に対して共通に使用される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記メンテナンスエリアは、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室の前記第1のメンテナンス扉及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室の前記第2のメンテナンス扉の背面に隣接し、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系のいずれも存在しなくて、前記第1のメンテナンス扉及び前記第2のメンテナンス扉の開閉に対して共通に使用される請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。
- 基板処理装置の第1の処理モジュールの第1の処理容器内の基板に対して、前記第1の処理モジュール背面に隣接して配置される第1のユーティリティ系が備える、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する第1の供給系からガスを供給しつつ、前記第1のユーティリティ系に設けられた第1の排気系によって前記第1の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第1処理工程と、
前記第1の処理モジュールに隣接する前記基板処理装置の第2の処理モジュールの第2の処理容器内の基板に対して、前記第2の処理モジュール背面に隣接して配置される第2のユーティリティ系が備える、前記第2の処理容器内に処理ガスを供給する第2の供給系からガスを供給しつつ、前記第2のユーティリティ系に設けられた第2の排気系によって前記第2の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第2処理工程と、
前記第1の処理容器の下方に配置された第1の搬送室を通じて、前記第1の処理容器内の基板を搬出する工程と、
前記第2の処理容器の下方に配置された第2の搬送室を通じて、基板を、前記第2の処理容器内に搬入する工程と、
を有し、
前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールの背面方向には、前記第1のユーティリティ系と前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールに対して共通に使用されるメンテナンスエリアが形成されており、
前記搬出する工程は、前記メンテナンスエリアに面して第1のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第1の搬送室で行われ、
前記搬入する工程は、前記メンテナンスエリアに面して第2のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第2の搬送室で行われる、半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1のユーティリティ系は、前記第1の供給系を含む第1の供給ボックスと、前記第1の排気系を含む第1の排気ボックスを含み、
前記第2のユーティリティ系は、前記第2の供給系を含む第2の供給ボックスと、前記第2の排気系を含む第2の排気ボックスを含む前記基板処理装置によって行われる請求項18に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記搬出する工程において、前記第1の搬送室の前記背面の中、前記第2の搬送室側を基軸として水平に回動可能に構成された前記第1のメンテナンス扉は閉じられており、
前記搬入する工程において、前記第2の搬送室の前記背面の中、前記第1の搬送室側を基軸として水平に回動可能に構成された前記第2のメンテナンス扉は閉じられている請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1のメンテナンス扉または前記第2のメンテナンス扉は、前記第1及び第2の搬送室の背面側後方に互いに反対方向に回動することでそれぞれ開放可能に構成される前記基板処理装置によって行われる請求項20に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1のメンテナンス扉の第1ヒンジと前記第2のメンテナンス扉の第2ヒンジは、前記第1の処理モジュールと前記第2の処理モジュールの隣接面付近に、互いに隣接するように設置され、前記第1のメンテナンス扉は、前記第2の搬送室に向かって回転して開放可能に構成され、前記第2のメンテナンス扉は、前記第1の搬送室に向かって回転して開放可能に構成される前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1のメンテナンス扉と、前記第2のメンテナンス扉は、メンテナンス時に取外し可能に構成される前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程では、前記第1の処理容器で処理される基板は、第1基板保持具によって複数枚が棚状に支持されながら回転され、
前記第2処理工程では、前記第2の処理容器で処理される基板は、第2基板保持具によって複数枚が棚状に支持されながら回転される請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1の供給ボックスが、前記第1の処理モジュールの、前記第2の処理モジュールと反対方向の外側側面と、前記第1の供給ボックスの、前記第2の処理モジュールと反対方向の外側側面とが、平坦となるように設置され、
前記第2の供給ボックスが、前記第2の処理モジュールの、前記第1の処理モジュールと反対方向の外側側面と、前記第2の供給ボックスの、前記第1の処理モジュールと反対方向の外側側面が平坦となるように設置された前記基板処理装置によって行われる請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記搬出する工程では、前記第1の搬送室の外側側面に設けられた第1クリーンユニットが、前記第1の搬送室にクリーンエアを供給させ、
前記搬入する工程では、前記第2の搬送室の外側側面に設けられた第2クリーンユニットが、前記第2の搬送室にクリーンエアを供給させる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記搬出する工程では、前記第1クリーンユニットと対面する側面に設けられた第1排気管が、前記クリーンエアを前記第1クリーンユニットに再供給し、
前記搬入する工程では、前記第2クリーンユニットと対面する側面に設けられた第2排気管が、前記クリーンエアを前記第2クリーンユニットに再供給する請求項26に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のメンテナンス扉を開ける前に、前記第1の搬送室内の圧力を、前記第1の処理容器から前記第2の処理容器に前記基板を搬送するための移載室の圧力よりも低い圧力に維持しつつ、前記第1の搬送室内の酸素濃度を大気中の酸素濃度以上の酸素濃度に上昇させる工程と、
前記第1のメンテナンス扉のインターロックを解除する工程とを有するメンテナンス工程を更に有する請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記第1の処理モジュールと前記第2の処理モジュールは、互いに隙間を設けずに配置された前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程では、前記第1の排気ボックスに収納された、前記第1の排気系が備えるAPCバルブにて前記第1の処理容器内の排気を制御する工程を有し、
前記第2処理工程では、前記第2の排気ボックスに収納された、前記第2の排気系が備えるAPCバルブにて前記第2の処理容器内の排気を制御する工程を有する請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程では、前記第1の供給ボックスに収納された、前記第1の供給系が備えるガス集積システムにて前記第1の処理容器内への前記処理ガスの供給を制御する工程を有し、
前記第2処理工程では、前記第2の供給ボックスに収納された、前記第2の供給系が備えるガス集積システムにて前記第2の処理容器内への前記処理ガスの供給を制御する工程を有する請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記メンテナンスエリアが、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室に対して共通に使用されるように構成された前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記メンテナンスエリアが、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室の背面に隣接し、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系のいずれも存在しなくて、前記第1の搬送室及び前記第2の搬送室に対して共通に使用されるように構成された前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1処理工程、前記第2処理工程、前記搬入する工程および前記搬出する工程は、
前記メンテナンスエリアが、前記第1の処理モジュールの前記第1の搬送室の前記第1のメンテナンス扉及び前記第2の処理モジュールの前記第2の搬送室の前記第2のメンテナンス扉の背面に隣接し、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1のユーティリティ系及び前記第2のユーティリティ系のいずれも存在しなくて、前記第1のメンテナンス扉及び前記第2のメンテナンス扉の開閉に対して共通に使用されるように構成された前記基板処理装置によって行われる請求項18または請求項19に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板処理装置の第1の処理モジュールの第1の処理容器内の基板に対して、前記第1の処理モジュール背面に隣接して配置される第1のユーティリティ系が備える、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する第1の供給系からガスを供給しつつ、前記第1のユーティリティ系に設けられた第1の排気系によって前記第1の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第1処理手順と、
前記第1の処理モジュールに隣接する前記基板処理装置の第2の処理モジュールの第2の処理容器内の基板に対して、前記第2の処理モジュール背面に隣接して配置される第2のユーティリティ系が備える、前記第2の処理容器内に処理ガスを供給する第2の供給系からガスを供給しつつ、前記第2のユーティリティ系に設けられた第2の排気系によって前記第2の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第2処理手順と、
前記第1の処理容器の下方に配置された第1の搬送室を通じて、前記第1の処理容器内の基板を搬出する手順と、
前記第2の処理容器の下方に配置された第2の搬送室を通じて、基板を前記第2の処理容器内に搬入する手順と、
を前記基板処理装置によって行わせるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたプログラムであって、
前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールの背面方向には、前記第1のユーティリティ系と前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールに対して共通に使用されるメンテナンスエリアが形成されており、
前記搬出する手順は、前記メンテナンスエリアに面して第1のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第1の搬送室で行われ、
前記搬入する手順は、前記メンテナンスエリアに面して第2のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第2の搬送室で行われる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたプログラム。 - 基板処理装置の第1の処理モジュールの第1の処理容器内の基板に対して、前記第1の処理モジュール背面に隣接して配置される第1のユーティリティ系が備える、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する第1の供給系からガスを供給しつつ、前記第1のユーティリティ系に設けられた第1の排気系によって前記第1の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第1処理手順と、
前記第1の処理モジュールに隣接する前記基板処理装置の第2の処理モジュールの第2の処理容器内の基板に対して、前記第2の処理モジュール背面に隣接して配置される第2のユーティリティ系が備える、前記第2の処理容器内に処理ガスを供給する第2の供給系からガスを供給しつつ、前記第2のユーティリティ系に設けられた第2の排気系によって前記第2の処理容器内を排気し、前記基板を処理する第2処理手順と、
前記第1の処理容器の下方に配置された第1の搬送室を通じて、前記第1の処理容器内の前記基板を搬出する手順と、
前記第2の処理容器の下方に配置された第2の搬送室を通じて、基板を、前記第2の処理容器内に搬入する手順と、
を前記基板処理装置によって行わせるプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能記録媒体であって、
前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールの背面方向には、前記第1のユーティリティ系と前記第2のユーティリティ系の間において、前記第1の処理モジュール及び前記第2の処理モジュールに対して共通に使用されるメンテナンスエリアが形成されており、
前記搬出する手順は、前記メンテナンスエリアに面して第1のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第1の搬送室で行われ、
前記搬入する手順は、前記メンテナンスエリアに面して第2のメンテナンス扉が背面に設けられた前記第2の搬送室で行われる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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