JP2960181B2 - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JP2960181B2
JP2960181B2 JP4440391A JP4440391A JP2960181B2 JP 2960181 B2 JP2960181 B2 JP 2960181B2 JP 4440391 A JP4440391 A JP 4440391A JP 4440391 A JP4440391 A JP 4440391A JP 2960181 B2 JP2960181 B2 JP 2960181B2
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和敏 吉岡
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造装置
等として使用される処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、処理装置として、複数の処理機構
と、被処理体としての半導体ウエハをこれらの処理機構
に対して搬入・搬出する搬入搬出機構とを有するものが
知られており、例えば半導体素子の製造工程において使
用される、レジスト膜形成装置や現像装置等に適用され
ている。
【0003】以下、このような従来の処理装置につい
て、レジスト膜形成装置を例にとって説明する。
【0004】図4は、かかるレジスト膜形成装置の一例
を示す概略構成図である。
【0005】かかる装置においては、2個のピンセット
62,62(一方は図示せず)が搬送経路60に沿って
図の左右方向に移動できるように構成されており、ま
た、この搬送経路60の一方の側に沿って、レジスト形
成前の半導体ウエハ90を収納したウエハキャリア64
とレジスト形成後の半導体ウエハ90を収納するための
ウエハキャリア65とが配設されている。また、搬送経
路60の他方の側に沿って、ウエハキャリア64から搬
送されてきた半導体ウエハ90を所定温度(例えば23
℃)に設定するための冷却機構66、この冷却機構66
から搬送されてきた半導体ウエハ90にレジスト膜を塗
布するための塗布機構68、および、この塗布機構68
でレジスト膜が塗布された半導体ウエハ90を加熱処理
するためのベーク機構70が配設されている。
【0006】2個のピンセット62,62は、それぞ
れ、例えば真空吸着等の手段により半導体ウエハ90を
保持するための保持部を有している。また、これらのピ
ンセット62には、この保持部を、ウエハキャリア64
および各処理機構66〜70の半導体ウエハを載置する
位置まで移動させるための機構が設けられている。この
ような構成により、ウエハキャリア64から半導体ウエ
ハ90を取り出して処理機構66〜70に順次搬送し、
最後にウエハキャリア65に収納することができる。
【0007】また、かかる装置では、ピンセット2を2
個設けたので、処理機構66〜70のいずれかから半導
体ウエハ90を搬出する際に、これと同時に、次に処理
を行う半導体ウエハ90をこの処理機構に搬入して載置
することができ、したがって、処理工程に要する時間を
削減することができる。
【0008】加えて、上述のようにピンセット62を搬
送経路60に沿って移動させることによって半導体ウエ
ハ90の搬送を行なうことで、複数の処理機構間の半導
体ウエハ90の搬送を一台の搬送機構のみによって行な
うことができ、装置の小型化を図ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに一台の搬送機構のみによって複数の処理機構間の搬
送を行なうこととした場合、ベーク機構70からウエハ
キャリア65に半導体ウエハを搬送する際に、この半導
体ウエハ90の熱によってピンセット62の温度が上昇
してしまい、このため、その後で、次に処理を行なう半
導体ウエハ90を冷却機構66から塗布機構68へ搬送
する際に、このピンセット62によって半導体ウエハ9
0が加熱されてしまうので、この半導体ウエハ90の温
度が冷却機構66で設定された温度からずれてしまうと
いう課題があった。
【0010】また、上述のように搬送機構に2個のピン
セット62,62を設けた場合、一方のピンセット62
の温度が上昇してしまうと、このピンセット62の熱が
雰囲気ガスを介して他方のピンセット62に伝達されて
しまう。したがって、ベーク機構70からウエハキャリ
ア65への半導体ウエハ90の搬送を行なわなかった方
のピンセット62によって冷却機構66から塗布機構6
8への半導体ウエハ90の搬送を行なった場合にも、上
述の場合と同様に、半導体ウエハ90は加熱されてしま
う。
【0011】なお、このような課題は、上述のごとき処
理装置をレジスト膜形成装置に適用した場合に限られる
ものではなく、例えば現像装置等、他の装置に適用した
場合においても、同様に生じ得るものである。
【0012】本発明は、このような従来技術の課題に鑑
みて成されたものであり、ピンセットの熱により被処理
体の温度を変動させることのない処理装置を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ダウンフロー中に配置された被処理体に処理を施す複数
の処理機構、これらの処理機構間における前記被処理
体の搬送を行なう搬送機構とを有する処理装置におい
て、前記搬送機構は、前記処理機構間で移動可能な搬送
部と、前記搬送部を移動させる第1の駆動手段とを備
え、前記搬送部に移動可能に装着され、前記処理機構内
で所定の温度に調整された以外の被処理体を保持するた
めの、1または複数の第1のアームと、前記搬送部に移
動可能に装着され、前記処理機構内で所定の温度に調整
された被処理体を保持するための、1または複数の第2
のアームと、前記第1のアームと前記第2のアームとを
別々に移動させる第2の駆動手段と、を具備することを
特徴とする。請求項2の発明は、ダウンフロー中に配置
された被処理体に処理を施す複数の処理機構、これら
の処理機構間における前記被処理体の搬送を行なう搬送
機構とを有する処理装置において、前記搬送機構は、前
記処理機構間で移動可能な搬送部と、前記搬送部を移動
させる第1の駆動手段とを備え、前記搬送部に移動可能
に装着され、一の前記処理機構にて冷却処理された被処
理体を保持するための1または複数の第のアームと、
前記搬送部に移動可能に装着され、他の前記処理機構に
て加熱処理された被処理体を保持するための1または複
数の第のアームと、前記第1のアームと前記第2のア
ームとを別々に移動させる第2の駆動手段と、を具備す
ることを特徴とする。請求項3記載の発明は、請求項1
または請求項2において、ダウンフローに関して、前記
第2のアームは前記第1のアームの上流側に位置してい
ることを特徴とする。
【0014】
【作用】求項1及び2記載の発明に係る処理装置に
あっては、温度の異なる被処理体について第1のアーム
と第2のアームとを使い分けて、被処理体の搬送を行
う。このように、温度の異なる被処理体の搬送に対して
2種類のアームを使い分けることによって、アームの蓄
熱による被処理体の温度変動を防止することができる。
また、第1のアームと第2のアームとを別々に移動させ
る第2の駆動手段を具備することにより、効率的に被処
理体の搬送を行うことができ、スループットを向上する
ことができる。請求項3記載の発明にあっては、ダウン
フロー中において、第2のアームを第1のアームの上流
側に位置させることにより、下流から上流へは熱が伝わ
りにくいので、搬送中の被処理体の温度上昇を防止する
ことができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の1実施例として、本発明に係
わる処理装置をレジスト膜形成装置に適用した場合につ
いて説明する。
【0016】図に示したように、本実施例に係わるレジ
スト膜形成装置の本体10は、処理機構ユニット12と
搬入搬出機構30とを有している。
【0017】搬入搬出機構30は、ウエハキャリア42
に収納された処理前の半導体ウエハ90を取り出して載
置台40に載置するため、および、載置台40に載置さ
れた処理後の半導体ウエハ90をウエハキャリア44に
収納するために設けられたものである。
【0018】このために、搬入搬出機構30は、半導体
ウエハ90を吸着保持するピンセット38と、このピン
セット38をX方向に移動させるためのX方向移動機構
32と、ピンセット38をY方向に移動させるためのY
方向移動機構34と、ピンセット38をθ方向に移動さ
せるためのθ方向回転機構36とを有している。さら
に、搬入搬出機構30は、ウエハキャリア42およびウ
エハキャリア44をZ方向(上下方向)に移動させるた
めの昇降機構を備えている(図示せず)。
【0019】一方、処理機構ユニット12は、半導体ウ
エハ90に対する各種処理を行なうための各処理機構2
0〜28と、これらの各処理機構20〜28に対する半
導体ウエハ90の搬入および搬出を行なうための搬送機
構14とを有している。なお、処理装置は、上方から下
方に向かってクリーンエアーが流れるダウンフロー雰囲
気のクリーンルーム内に設置されている。
【0020】図2は、搬送機構14の要部を示す概略側
面図である。
【0021】搬送機構14は、搬送部をなす搬送台14
aと、この搬送台14a上に設けられた支軸14bと、
この支軸14bに腕部14cを介してそれぞれ支持され
た3個のピンセット18a,18b,18cを有してい
る。また、3個のピンセット18a,18b,18c
は、搬送台14a上に、縦方向に配設されている。さら
に、搬送機構14は、図示しない第1の駆動手段を備
え、かかる構成により、各ピンセット18a,18b,
18cを、搬送経路16に沿ってX(横)方向の移動を
行なわせることができる。
【0022】また、各ピンセット18a,18b,18
cは、図示していない第2の駆動手段である移動手段に
より、それぞれ独立に、Y(縦)方向,Z(垂直)方向
およびθ(回転)方向にも移動させることができるよう
に構成されている。このような構成は、例えば、搬送機
構14に、ステッピングモータおよびこれに連結された
ボールスクリュー等の回転駆動機構(図示せず)を設け
ることにより、可能となる。
【0023】3個のピンセット18a,18b,18c
は、半導体ウエハ90を保持させるために設けられたも
のであり、それぞれ、このための保持機構(図示せず)
を有している。保持機構は、例えば、複数の爪で半導体
ウエハ90の周辺部下面を支持する方式、或いは、静電
チャック方式を用いることにより構成することができ
る。ここで、ピンセット18aは、第2のアームを構成
し、ピンセット18b18cは第1のアームを構成す
る。
【0024】ピンセット18aは、3個のピンセット1
8a,18b,18cの内で最も上に配設されており、
半導体ウエハ90を、後述する冷却機構24から第1の
塗布機構26または第2の塗布機構28へ搬送するとき
にのみ使用する。また、ピンセット18bおよびピンセ
ット18cは、ピンセット18aよりも下側に配設され
ており、冷却機構24から第1の塗布機構26または第
2の塗布機構28への搬送以外の搬送に使用される。こ
のように、本実施例では、冷却機構24から第1の塗布
機構26または第2の塗布機構28への搬送を行なうと
きと、それ以外の搬送を行なうときとで、ピンセットを
使い分けることとした。
【0025】本実施例のレジスト膜形成装置では、冷却
機構24から第1の塗布機構26または第2の塗布機構
28へ搬送するときにのみ使用するピンセット18aを
他のピンセット18b,18cよりも上方(すなわち、
このダウンフロー機構によって生じる雰囲気流の風上
側)に設けたこととにより、半導体ウエハ90を後述の
ベーク機構22から搬出する際にピンセット18bまた
はピンセット18cが加熱された際に、この熱が雰囲気
を介してピンセット18aに伝わることを防止してい
る。
【0026】なお、ピンセット18aに熱が伝わること
を防止するためには、雰囲気ガス流の方向を必ずしも上
方から下方への方向にする必要はなく、ダウンフロー機
構によって生じる雰囲気ガス流の風上側にピンセット1
8aを配し、風下側にピンセット18b,18c配する
こととすればよいが、レジスト膜形成装置内の粉塵を極
力減らすために、上方から下方への方向とした。
【0027】本実施例のレジスト膜形成装置では、上述
のような搬送機構14を用い、あらかじめ載置台40に
載置された半導体ウエハ90について、後述する各処理
機構20〜28に対する搬入および搬出を順次繰り返す
ことにより半導体ウエハ90に対する各種処理を施した
後、再び載置台40に載置する。
【0028】かかる搬送機構14の搬送経路16の両側
には、この搬送経路16に沿って、アドヒージョン処理
機構20、ベーク機構22、冷却機構24、および、第
1の塗布機構26、第2の塗布機構28が設けられてい
る。
【0029】アドヒージョン処理機構20では、半導体
ウエハ90とレジスト膜との密着性を向上させるための
処理である、アドヒージョン処理を行なう。
【0030】ベーク機構22では、レジスト膜を形成し
た半導体ウエハ90に対する加熱処理を行なう。この加
熱処理は、半導体ウエハ90上に塗布されたレジスト膜
中に残存する溶剤を蒸発させるために行われる。なお、
このベーク機構22で行われる加熱処理は処理時間が長
いので、複数枚の半導体ウエハ90に対する加熱処理を
同時に行なうことができるように構成することが好まし
い。
【0031】また、冷却機構24では、後述の第1の塗
布機構26および第2の塗布機構28でレジスト膜を形
成する前の半導体ウエハ90を冷却し、所定の温度(本
実施例では23℃とする)に設定する。このようにレジ
スト膜を形成する前に半導体ウエハ90の温度を所定の
温度に設定するのは、形成されるレジスト膜の膜厚を高
精度に制御するためである。
【0032】第1の塗布機構26および第2の塗布機構
28では、半導体ウエハ90の上面へのレジスト膜の形
成が行なわれる。このように塗布機構を2台設けたの
は、レジスト膜の形成に要する時間が、他の処置機構2
0〜24で行われる処理に要する時間と比較して、非常
に長いためである。
【0033】次に、かかるレジスト膜形成装置におい
て、半導体ウエハ90の表面にフォトレジスト膜を形成
する工程について説明する。
【0034】まず、搬入搬出機構30のX方向移動機構
32,Y方向移動機構34およびθ方向回転機構36を
駆動させて、ピンセット38を、処理前の半導体ウエハ
90を収納したウエハキャリア4の下まで移動させ
る。
【0035】続いて、搬入搬出機構30に備えられた昇
降機構(図示せず)によってウエハキャリア42を下降
させ、このウエハキャリア4に収納されている処理前
の半導体ウエハ90の内の1枚を、ピンセット38に載
せ、このピンセット38で吸着保持する。
【0036】次に、ピンセット38を方向に移動させ
て、このピンセット38に吸着保持した半導体ウエハ9
0をウエハキャリア42の外に搬出し、さらに、方向
に移動させて、載置台40上に載置する。
【0037】そして、処理機構ユニット12の搬送機構
14を、図の左方向(X方向)に移動させて、搬入搬出
機構30の載置台40に載置された半導体ウエハ90
を、ピンセット18b(ピンセット18cを使用しても
よい)で吸着保持する。
【0038】続いて、搬送機構14をアドヒージョン処
理機構20まで移動させ、ピンセット18bで吸着保持
された半導体ウエハ90をアドヒージョン処理機構20
にセットし、アドヒージョン処理を行なう。このアドヒ
ージョン処理は、後に形成するレジスト膜と半導体ウエ
ハ90との密着性を向上させるために行われる。
【0039】なお、この処理を行なっている最中に、搬
入搬出機構30を動作させ、次に処理する半導体ウエハ
90(以下、2枚目の半導体ウエハ90と称す)を、ウ
エハキャリア4から1枚取出して、載置台40に載置
し、さらに、ピンセット18bで吸着保持して、このピ
ンセット18bをアドヒージョン処理機構20まで移動
させておく。
【0040】アドヒージョン処理が終了すると、搬送機
構14を移動させ、ピンセット18cで、アドヒージョ
ン処理が終了した半導体ウエハ90(以下、1枚目の半
導体ウエハ90と称す)を処理機構20から取出す。続
いて、ピンセット18bに吸着保持された2枚目の半導
体ウエハ90を、アドヒージョン処理機構20にセット
する。
【0041】このように、本実施例のレジスト膜形成装
置では、アドヒージョン処理機構20で1枚目の半導体
ウエハ90の処理を行なっている時間を利用して2枚目
の半導体ウエハ90の搬送を行ない、さらに、アドヒー
ジョン処理機構20から1枚目の半導体ウエハを取り出
すと同時に、このアドヒージョン処理機構20への2枚
目の半導体ウエハ90のセットを行なうこととした。こ
れにより、スループットを向上することができる。これ
は、本実施例のレジスト膜形成装置が、冷却機構24か
ら第1の塗布機構26または第2の塗布機構28への搬
送以外の搬送を行なうピンセットとして、2個のピンセ
ット18b,18cを備えていることにより可能とな
る。
【0042】上述のようにしてピンセット18cで吸着
保持した1枚目の半導体ウエハ90を、搬送機構14に
より移動させ、冷却機構24にセットする。この冷却機
構24では、半導体ウエハ90を冷却し、温度を23℃
に設定する。また、この冷却機構24で1枚目の半導体
ウエハ90の処理を行なっている間に、搬入搬出機構3
0を動作させ、アドヒージョン処理機構20による処理
が終了した2枚目の半導体ウエハ90をピンセット18
bで吸着保持して、このピンセット18bを冷却機構2
4の搬入口まで移動させておく。1枚目の半導体ウエハ
90の冷却処理が終了すると、ピンセット18aで1枚
目の半導体ウエハ90を吸着保持し、冷却機構24から
取出す。続いて、ピンセット18bに吸着保持された2
枚目の半導体ウエハ90を、冷却機構24にセットす
る。
【0043】なお、この冷却機構24で1枚目の半導体
ウエハ90の処理を行なっている間に、併せて、3枚目
の半導体ウエハ90をアドヒージョン処理機構20にセ
ットし、アドヒージョン処理を開始させることとしても
よい。このようにして、3枚目以降の半導体ウエハ90
についても行して処理を行うこととすれば、処理工程
の効率をさらに向上させることができる。
【0044】次に、ピンセット18aに吸着保持された
1枚目の半導体ウエハ90を、第1の塗布機構26或い
は第2の塗布機構28まで搬送する。このように、本実
施例では2台の塗布機構を備えており、これらを並行さ
せて使用することができるので、処理工程の効率を向上
させることができる。ここでは、第1の塗布機構26ま
で搬送するものとする。
【0045】続いて、第1の塗布機構26で、1枚目の
半導体ウエハ90上に、フォトレジスト膜を形成する。
この間に、搬送機構14は、冷却機構24での処理が終
了した2枚目の半導体ウエハ90を、ピンセット18a
に吸着保持させて冷却機構24から搬出し、第2の塗布
機構28にセットする。同様に、3枚目以降の半導体ウ
エハ90についても、第1の塗布機構26或いは第2の
塗布機構28のいづれかで、フォトレジスト膜が形成さ
れる。
【0046】第1の塗布機構26或いは第2の塗布機構
28でのフォトレジスト膜の形成が終了した半導体ウエ
ハ90は、順次、ピンセット18b(またはピンセット
18c)で吸着保持され、搬送機構14により搬送され
て、ベーク機構22にセットされる。
【0047】続いて、このベーク機構22により、半導
体ウエハ90上に塗布されたレジスト膜中に残存する溶
剤を蒸発させるための加熱処理を行なう。
【0048】加熱処理が終了した半導体ウエハ90は、
ピンセット18b(またはピンセット18c)で吸着保
持し、搬送機構14を移動させて載置台40に載置す
る。なお、このとき、この載置台40に処理前の半導体
ウエハ90が載置されていれば、この処理前の半導体ウ
エハ90を、ピンセット18c(またはピンセット18
b)で、先に載置台40から受取っておく。
【0049】最後に、載置台40上に載置された半導体
ウエハ90を、搬入搬出機構30のピンセット38で保
持して搬送し、ウエハキャリア44内に処理終了した半
導体ウエハ90を収納する。
【0050】このように、本実施例のレジスト膜形成装
置によれば、冷却機構24から第1の塗布機構26また
は第2の塗布機構28への半導体ウエハ90の搬送を行
なうときとそれ以外の搬送を行なうときとで、ピンセッ
トを使い分けることとしたこと、および、冷却機構24
から第1の塗布機構26または第2の塗布機構28への
搬送を行なうときに使用するピンセット18aを最上部
に配設させたことにより、冷却機構24から第1の塗布
機構26または第2の塗布機構28への搬送を行なう際
の半導体ウエハ90の温度上昇を防止することができ
る。
【0051】すなわち、冷却機構24から半導体ウエハ
90を搬出する際にはピンセット18aを専用し、加熱
処理された半導体ウエハ90を搬送することのある他の
ピンセット18b,18cは使用しないので、ピンセッ
トの蓄熱により半導体ウエハ90が温度上昇することは
ない。
【0052】また、前期ピンセット18aを最上部に配
設したので、下部のピンセット18b或いは18cで同
時に加熱処理後の半導体ウエハ90が搬送されている場
合で4も、雰囲気がダウンフローであるために、下流か
ら上流へは熱が伝わりにくく、ピンセット18aで搬送
中の半導体ウエハ90の温度上昇を防止できる。
【0053】なお、前記ダウンフローは、処理装置が設
置されるクリーンルームのダウンフローのみならず、例
えば、図3に示したように、雰囲気流を発生させるため
のファン48と、雰囲気中の粉塵を除去するためのフィ
ルタ50と、このフィルタ50を通過した雰囲気流を廃
棄するためのエアー吸引開口52を設け、搬送機構14
の上方から下方クリーンエアーの雰囲気をダウンフロー
させるように構成してもよい。
【0054】なお、本実施例では、本発明の処理装置を
レジスト膜形成装置に適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば現像装置等、他の装置に適用した場合であ
っても同様の効果を得ることができる。
【0055】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1及
び2の各発明によれば、ピンセットの熱により被処理体
の温度を変動させることのない処理装置を提供すること
ができる。請求項3記載の発明によれば、搬送中の被処
理体の温度上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係わる処理装置を適用した
レジスト膜形成装置の概略構成を示す概念図である。
【図2】図1に示した搬送機構の要部を概略的に示す側
面図である。
【図3】図1に示したレジスト膜形成装置のダウンフロ
ー機構を概略的に示す構成図である。
【図4】従来の回転処置装置を説明するための概略図で
ある。
【符号の説明】
12 処理機構ユニット 14 搬送機構 14a 搬送台 14b 支軸 14c 腕部 18a,18b,18c ピンセット 20 アドヒージョン処理機構 22 ベーク機構 24 冷却機構 26 第1の塗布機構 28 第2の塗布機構 30 搬入搬出機構 32 X方向移動機構 34 Y方向移動機構 36 θ方向回転機構 38 ピンセット 40 載置台 42,44 ウエハキャリア 48 ファン 50 フィルタ 52 エアー吸引口
TE033701

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダウンフロー中に配置された被処理体に
    処理を施す複数の処理機構、これらの処理機構間にお
    ける前記被処理体の搬送を行なう搬送機構とを有する処
    理装置において、 前記搬送機構は、前記処理機構間で移動可能な搬送部
    と、前記搬送部を移動させる第1の駆動手段とを備え、 前記搬送部に移動可能に装着され、前記処理機構内で所
    定の温度に調整された以外の被処理体を保持するため
    の、1または複数の第1のアームと、 前記搬送部に移動可能に装着され、前記処理機構内で所
    定の温度に調整された処理体を保持するための、1また
    は複数の第2のアームと、 前記第1のアームと前記第2のアームとを別々に移動さ
    せる第2の駆動手段と、 を具備することを特徴とする処理装置。
  2. 【請求項2】 ダウンフロー中に配置された被処理体に
    処理を施す複数の処理機構、これらの処理機構間にお
    ける前記被処理体の搬送を行なう搬送機構とを有する処
    理装置において、 前記搬送機構は、前記処理機構間で移動可能な搬送部
    と、前記搬送部を移動させる第1の駆動手段とを備え、 前記搬送部に移動可能に装着され、一の前記処理機構に
    て冷却処理された被処理体を保持するための1または複
    数の第のアームと、 前記搬送部に移動可能に装着され、他の前記処理機構に
    て加熱処理された被処理体を保持するための1または複
    数の第のアームと、 前記第1のアームと前記第2のアームとを別々に移動さ
    せる第2の駆動手段と、 を具備することを特徴とする処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、 ダウンフローに関して、前記第2のアームは前記第1の
    アームの上流側に位置していることを特徴とする処理装
    置。
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