JP5374123B2 - 基板処理システム - Google Patents

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Description

本発明は半導体装置を製造する1工程であり、ウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理、或はLCDの製造を行う基板処理システムに関するものである。
基板を処理して半導体装置を製造する基板処理システムは、主管理装置(HOSTコンピュータ)と該HOSTコンピュータに接続された複数台の基板処理装置とを具備し、該基板処理装置は前記HOSTコンピュータによって統括管理されている。
基板の処理は、処理条件が設定されたレシピに従って実行され、HOSTコンピュータは処理に応じたレシピを選択し、基板処理装置は選択されたレシピを実行することで、所要の基板処理を行っていた。
レシピに設定される処理の1つに基板保持具の選択や、管理等がある。
例えば、基板処理装置が縦型処理炉を有するバッチ式の基板処理装置であった場合、基板(ウェーハ)の処理は基板保持具(ボート)に所要枚数保持された状態で実行され、処理炉での処理前に、前記ボートに未処理ウェーハの移載、処理後に前記ボートからの処理済ウェーハの払出し作業が伴う。又、ボートの前記処理炉への装入、装脱が行われる。
基板処理装置でバッチ処理される場合、成膜種別に応じてバッチ処理する枚数が異なる為、ボートもウェーハを保持可能な枚数、或は保持ピッチの異なるボートが複数用意され、成膜種別に対応したボートが選択して用いられる。
或は、成膜処理を行うと、ボートにも反応生成物が堆積するので、ボートが所定回数使用されると、堆積物を除去する為に洗浄する必要がある。従って、ボートの使用回数を管理する必要がある。
従来、ボートの種別、使用回数、洗浄の必要ついては作業者が管理しており、複雑な管理となると共に誤使用の虞れもあり、ボートの誤使用は基板処理の不良、ウェーハの損傷事故の原因ともなり、ロット生産稼働に損害を生じることになる。
本発明は斯かる実情に鑑み、ボートの誤使用の防止、ボートの洗浄時期の適正な管理を可能とし、ロット不良、ウェーハの損傷を防止し、更にウェーハの処理品質の向上を図るものである。
本発明は、基板を収納し、処理する処理炉と、該処理炉内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を管理すると共に、基板処理を実行する制御部とを有する基板処理装置と、該基板処理装置に基板のバッチ処理を実行させる為の指示を行う主管理装置とを具備する基板処理システムに於いて、前記制御部には第1基板保持具管理データが登録され、前記主管理装置は第2基板保持具管理データを含むバッチ処理情報を前記制御部に指示し、該制御部は、前記第1基板保持具管理データと前記第2基板保持具管理データとを照合し、両基板保持具管理データ間で整合性があれば、前記バッチ処理情報に基づき基板処理を実行する基板処理システムに係るものである。
本発明によれば、基板を収納し、処理する処理炉と、該処理炉内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を管理すると共に、基板処理を実行する制御部とを有する基板処理装置と、該基板処理装置に基板のバッチ処理を実行させる為の指示を行う主管理装置とを具備する基板処理システムに於いて、前記制御部には第1基板保持具管理データが登録され、前記主管理装置は第2基板保持具管理データを含むバッチ処理情報を前記制御部に指示し、該制御部は、前記第1基板保持具管理データと前記第2基板保持具管理データとを照合し、両基板保持具管理データ間で整合性があれば、前記バッチ処理情報に基づき基板処理を実行するので、基板処理装置のバッチ処理実行に基板保持具の誤使用が防止され、ロット不良、ウェーハの損傷を防止し、更にウェーハの処理品質の向上を図るという優れた効果を発揮する。
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
先ず本発明が実施される基板処理装置について説明する。
尚、基板処理装置は、半導体装置(IC)の製造工程の1つである基板処理工程を実施する。又、以下の説明では、基板処理装置の一例として縦型炉を具備して基板に酸化処理、CVD成膜処理、拡散処理、アニール処理等を行う縦型の基板処理装置について説明する。
図1及び図2に示されている様に、基板処理装置1は筐体2を備えている。該筐体2の正面壁3の正面前方部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口4が開設され、該正面メンテナンス口4は正面メンテナンス扉5によって開閉される。
前記筐体2の前記正面壁3にはポッド搬入搬出口6が前記筐体2の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口6はフロントシャッタ(搬入搬出口開閉機構)7によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口6の正面前方側にはロードポート(基板搬送容器受渡し台)8が設置されており、該ロードポート8は載置されたポッド9を位置合せする様に構成されている。
該ポッド9は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート8上に搬入され、又、該ロードポート8上から搬出される様になっている。
前記筐体2内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚(基板搬送容器格納棚)11が設置されており、該回転式ポッド棚11は複数個のポッド9を格納する様に構成されている。
前記回転式ポッド棚11は垂直に立設されて間欠回転される支柱12と、該支柱12に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板(基板搬送容器載置棚)13とを備えており、該棚板13はポッド9を複数個宛それぞれ載置した状態で格納する様に構成されている。
前記回転式ポッド棚11の下方には、ポッドオープナ(基板搬送容器蓋体開閉機構)14が設けられ、該ポッドオープナ14は前記ポッド9を載置し、又該ポッド9の蓋を開閉可能な構成を有している。
前記ロードポート8と前記回転式ポッド棚11、前記ポッドオープナ14との間には、ポッド搬送装置(容器搬送装置)15が設置されており、該ポッド搬送装置15は、前記ポッド9を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート8、前記回転式ポッド棚11、前記ポッドオープナ14との間で前記ポッド9を搬送する様に構成されている。
前記筐体2内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体16が後端に亘って設けられている。該サブ筐体16の正面壁17にはウェーハ(基板)18を前記サブ筐体16内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)19が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口19,19に対して前記ポッドオープナ14がそれぞれ設けられている。
該ポッドオープナ14は前記ポッド9を載置する載置台21と、前記ポッド9の蓋を開閉する開閉機構22とを備えている。前記ポッドオープナ14は前記載置台21に載置された前記ポッド9の蓋を前記開閉機構22によって開閉することにより、前記ポッド9のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。
前記サブ筐体16は前記ポッド搬送装置15や前記回転式ポッド棚11が配設されている空間(ポッド搬送空間)から気密となっている移載室23を構成している。該移載室23の前側領域にはウェーハ移載機構(基板移載機構)24が設置されており、該ウェーハ移載機構24は、ウェーハ18を載置する所要枚数(図示では5枚)のウェーハ載置プレート25を具備し、該ウェーハ載置プレート25は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構24はボート(基板保持具)26に対してウェーハ18を装填及び払出しする様に構成されている。
前記移載室23の後側領域には、前記ボート26を収容して待機させる待機部27が構成され、該待機部27の上方には縦型の処理炉28が設けられている。
該処理炉28は前記ボート26を収納する処理室を有し、該処理室の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ(炉口開閉機構)29により開閉される様になっている。
前記筐体2の右側端部と前記サブ筐体16の前記待機部27の右側端部との間には前記ボート26を昇降させる為のボートエレベータ(基板保持具昇降機構)31が設置されている。該ボートエレベータ31の昇降台に連結されたアーム32には蓋体としてのシールキャップ33が水平に取付けられており、該シールキャップ33は前記ボート26を垂直に支持し、前記処理炉28の炉口部を気密に閉塞可能となっている。
前記ボート26は複数本の支柱を備えており、該支柱は複数枚(例えば、50枚〜150枚程度)のウェーハ18を、その中心を揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。
尚、前記ボート26は、ウェーハ保持枚数の異なる複数種のボートが用意されており、例えば、150枚、125枚、100枚を保持可能なボートがそれぞれ複数用意され、各ボートは保持枚数に応じたウェーハ18の保持ピッチが設定されている。又、各ボート26には固体を識別可能な様に、コードが付けられており、該コードによって使用すべきボート26の選択、ボート26の使用回数、洗浄の時期等の履歴を管理可能となっている。
而して、基板処理の種類に対応したボート26が選択され、基板処理に対応した枚数のウェーハ18がボート26に装填される。
又、前記基板処理装置1内部にはダミーウェーハ(図示しない)が保管されており、必要に応じ、前記ボート26上部、下部には所要枚数のダミーウェーハが装填され、又処理の内容に応じて所要間隔でモニタウェーハが前記ボート26に装填される様になっている。
前記ボートエレベータ31側と対向した位置にはクリーンユニット35が配設され、該クリーンユニット35は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア34を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構24と前記クリーンユニット35との間には、ウェーハ18の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置(図示せず)が設置されている。
前記クリーンユニット35から吹出された前記クリーンエア34は、ノッチ合せ装置(図示せず)及び前記ウェーハ移載機構24、前記ボート26に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体2の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット35の吸込み側である一次側(供給側)に迄循環され、再び該クリーンユニット35によって、前記移載室23内に吹出される様に構成されている。
次に、本発明の処理装置の作動について説明する。
前記ポッド9が前記ロードポート8に供給されると、前記ポッド搬入搬出口6が前記フロントシャッタ7によって開放される。前記ロードポート8の上の前記ポッド9は前記ポッド搬送装置15によって前記筐体2の内部へ前記ポッド搬入搬出口6を通して搬入され、前記回転式ポッド棚11の指定された前記棚板13へ載置される。前記ポッド9は前記回転式ポッド棚11で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置15により前記棚板13からいずれか一方のポッドオープナ14に搬送されて前記載置台21に移載されるか、若しくは前記ロードポート8から直接前記載置台21に移載される。
この際、前記ウェーハ搬入搬出口19は前記開閉機構22によって閉じられており、前記移載室23には前記クリーンエア34が流通され、充満されている。例えば、前記移載室23には前記クリーンエア34として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が20ppm以下と、前記筐体2の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
前記載置台21に載置された前記ポッド9はその開口側端面が前記サブ筐体16の前記正面壁17に於ける前記ウェーハ搬入搬出口19の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構22によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。
前記ポッド9が前記ポッドオープナ14によって開放されると、ウェーハ18は前記ポッド9から前記ウェーハ移載機構24によって取出され、ノッチ合せ装置(図示せず)に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ18を整合した後、前記ウェーハ移載機構24はウェーハ18を前記移載室23の後方にある前記待機部27へ搬入し、前記ボート26に装填(チャージング)する。
該ボート26にウェーハ18を受渡した前記ウェーハ移載機構24はポッド9に戻り、次のウェーハ18を前記ボート26に装填する。
一方(上段又は下段)のポッドオープナ14に於ける前記ウェーハ移載機構24によるウェーハ18の前記ボート26への装填作業中に、他方(下段又は上段)のポッドオープナ14には前記回転式ポッド棚11から別のポッド9が前記ポッド搬送装置15によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ14によるポッド9の開放作業が同時進行される。
予め指定された枚数のウェーハ18が前記ボート26に装填されると、前記炉口シャッタ29によって閉じられていた前記処理炉28の炉口部が、前記炉口シャッタ29によって開放される。続いて、前記ボート26は前記ボートエレベータ31によって上昇され、前記処理炉28内(処理室)へ装入(ローディング)される。尚、装填されるウェーハ18には、モニタウェーハも含まれる。
ローディング後は、前記シールキャップ33によって炉口部が気密に閉塞され、前記ボート26はウェーハ18を保持した状態で、処理室に気密に収納される。前記ウェーハ18が加熱され、又処理室に処理ガスが導入されつつ、所定圧力に維持される様に排気され、前記処理炉28にてウェーハ18に所要の処理が実行される。
処理後は、ノッチ合せ装置(図示せず)でのウェーハ18の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ18及びポッド9は前記筐体2の外部へ払出される。
図3は、上記基板処理装置1を具備する基板処理システムの概略構成を示している。
図3中、41は主管理装置であるHOSTコンピュータを示し、1a,1b,…,1nは複数台の基板処理装置を示している。前記HOSTコンピュータ41が通信網、例えばLAN42に接続され、該LAN42に中継分配器、例えばHUB43を介して前記基板処理装置1a,1b,…,1nの制御部49a,49b,…,49nが接続されている。
前記HOSTコンピュータ41は管理プログラムによって、前記基板処理装置1a,1b,…,1nの運用をオンラインで制御する。
オンラインの運用では、前記ポッド9の搬入、搬出、プロセス条件指定、プロセス開始指定、プロセス条件に対応して使用されるボート26の種類の決定、プロセスデータ収集等一連の処理が、前記HOSTコンピュータ41によって実行、管理される。
該HOSTコンピュータ41は主通信制御部45、主演算制御部46、主記憶部47、操作部48を具備し、前記主記憶部47には前記基板処理装置1a,1b,…,1nを自動的に運用する為の管理プログラム、前記制御部49a,49b,…,49nとの間の通信を行う為の通信プログラムが格納され、又基板処理を実行する為のレシピが登録される。前記主記憶部47には、前記基板処理装置1a,1b,…,1nにバッチ処理させる為のバッチ処理情報が登録され、又バッチ処理情報は基板処理毎に前記基板処理装置1a,1b,…,1nから前記LAN42を介して送信されるバッチ処理実績データにより更新される様になっている。
前記管理プログラムの管理対象の1つにボート26があり、プロセス条件に対応して使用されるボート26の種類の決定を行い、又基板処理内容に応じたボート26の洗浄時期の管理等があり、これらボート26の管理情報は前記LAN42を介して前記制御部49a,49b,…,49nに通信される。
該制御部49a,49b,…,49nは、それぞれ、例えば前記基板処理装置1a(以下基板処理装置1)は、通信制御部51、演算制御部52、記憶部53を具備し、該記憶部53には前記HOSTコンピュータ41との通信を行う為の通信プログラム、レシピを実行する為の基板処理プログラム、前記基板処理装置1内でポッド9の移載、ウェーハ18の移載、ボート26の装入、装脱等を実行する為のシーケンスプログラム等の基板処理に必要なプログラム、前記基板処理装置1の表示部(図示せず)に実行中のプロセス条件、処理の進行状態、ボート26の管理データ等を表示させる表示プログラム、処理内容に対応したボート26を使用させるボート管理プログラムが格納され、更に基板処理の為のレシピが登録される。又、前記記憶部53には、ボート26の管理データが記録され、前記演算制御部52、前記記憶部53、前記ボート管理プログラム等はボート管理部を構成する。
上記した様に、各ボート26には、固体を識別可能なコードが付けられており、ボート固体に関するボート管理データは、前記コードに関連付けられて前記記憶部53に記憶される様になっている。
図4はボート管理データの一例を示している。
ボート管理データとしては、固体を識別する為のコード(Code:ボートごとにコード付与、現在使用中ボート選択)、ウェーハ18を保持可能な枚数(Slot数:ボートスロットの段数)、総使用回数(T.Count:ボートが基板処理に使用された累積使用回数)、実使用回数(A.Count:ボート洗浄後の使用回数)等がある。
従って、前記記憶部53に記録されるボート固体データとしては、コードに関連付けられたスロット数、総使用回数、実使用回数が挙げられ、総使用回数、実使用回数については、ボート26が使用される度に+1された数に更新される。
又、前記記憶部53には使用可能なボート26が登録される。ここで、使用可能なボート26は、前記基板処理装置1の操作入力部から登録することも、或は前記HOSTコンピュータ41が前記LAN42を経て登録することも可能である。
図5は、表示プログラムによって前記基板処理装置1の表示部に表示されるボート管理画面55であり、前記基板処理装置1に登録されたボート26がコードによって表示され、又ボート26毎のスロット数、総使用回数、実使用回数がコードに関連付けられて表示されている。又、登録されたボート26の内使用中のものが、別欄に使用中としてコード表示される。
図6を参照して、前記基板処理装置1に於けるボート管理を説明する。
先ず、使用可能なボート26の情報(ボート管理情報)が登録される。
次に、これから実行される基板処理に対応したボート26が選択される。
前記ボート26にウェーハ18が装填され、成膜処理が実行される。
成膜処理が実行されると、前記ボート26の管理データが更新される。更新された結果、使用限度に到達したかどうかが判断され、到達していない場合は、引続き使用の判断がなされ、使用限度に到達した場合は、ボート交換の判断がなされる。
使用限度と判断された場合は、新しいボート26(又は洗浄済ボート)に交換され、使用限度に到達したボート26は、洗浄のメンテナンスが実行される。
又、成膜処理の種別の変更があった場合、成膜処理に対応したボート26に交換される。
図7を参照して、基板処理システムの作用について説明する。
前記基板処理装置1と前記HOSTコンピュータ41との通信が確立すると、該HOSTコンピュータ41から前記基板処理装置1にボート管理データの設定指示がなされる。
該基板処理装置1では、ボート管理データの設定指示に対して、使用可能なボート26のコード、及びコードに対応したスロット数、総使用回数、実使用回数等のボート管理データが、前記制御部49に登録される。又、これから実行される基板処理に適応したボート26、例えば図5で示されるBTL001のコードを持つボート26が選択される。
登録したボート管理データ、選択されたボート26のコードが前記HOSTコンピュータ41に送信され、対応した入力がされる。
該HOSTコンピュータ41には、前記基板処理装置1に基板処理を実行する為のレシピ等を含むバッチ情報、ボート管理データが登録される。該バッチ情報、及び実行される基板処理に適合したボート管理データが前記基板処理装置1に送信される。バッチ情報は、基板処理を実行する為に前記記憶部53に保存される。
又、前記基板処理装置1に於いて、該基板処理装置1で選択したボート26の管理データと前記HOSTコンピュータ41から送信されたボート管理データの照合が行われ、前記HOSTコンピュータ41からのボート管理データと前記基板処理装置1で選択したボート26のボート管理データとのマッチングがとれた場合に、以後のステップに進み、マッチングがとれない場合は、前記基板処理装置1で登録したボート26の再選択が行われる。ボート26の管理データの照合が行われることで、ボート26の誤使用が防止される。
ボート管理データのマッチングがとれた場合、照合結果OKの信号が前記HOSTコンピュータ41に送信され、該HOSTコンピュータ41は更にポッド投入指示を前記基板処理装置1に送信する。
ポッド投入指示には、これから実行する基板処理に適合した、ウェーハ枚数、処理されるウェーハ18の種類等が含まれ、キャリア(ポッド)情報には、キャリアID、キャリア種別、LotID、ウェーハ枚数、ウェーハID等のウェーハ情報が含まれる。
前記回転式ポッド棚11に保管されているポッド(基板搬送容器)9、或は前記ロードポート8に搬入されたポッド9についての情報とバッチ投入指示のポッド情報との照合が行われ、両ポッド情報のマッチングがとれていれば、照合結果OKの信号が前記HOSTコンピュータ41に送信されると共にバッチ処理(基板処理)が開始される。
バッチ処理で使用されたボート使用回数がカウントアップされ、バッチ処理実績データとして前記HOSTコンピュータ41に報告される。該HOSTコンピュータ41では、バッチ処理実績データに基づき管理データを更新することで、バッチ及びボートを最新のデータで管理することが可能となる。
尚、本発明は、横型基板処理装置、枚葉式の基板処理装置にも実施可能であることは言う迄もない。
(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(付記1)基板を収納し、処理する処理炉と、該処理炉内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を管理すると共に、基板処理を実行する制御部とを有する基板処理装置と、該基板処理装置に基板のバッチ処理を実行させる為の指示を行う主管理装置とを具備する基板処理システムに於いて、前記制御部には第1基板保持具管理データが登録され、前記主管理装置は第2基板保持具管理データを含むバッチ処理情報を前記制御部に指示し、該制御部は、前記第1基板保持具管理データと前記第2基板保持具管理データとを照合し、両基板保持具管理データ間で整合性があれば、前記バッチ処理情報に基づき基板処理を実行することを特徴とする基板処理システム。
(付記2)前記バッチ処理情報には被処理基板についての基板情報、被処理基板を収納する基板搬送容器についての搬送容器情報が含まれ、前記制御部は指示された基板情報、搬送容器情報と前記基板処理装置内に保有する基板情報、搬送容器情報とを照合し、整合性があれば、前記バッチ処理情報に基づき基板処理を実行する付記1の基板処理システム。
(付記3)基板を収納し、処理する処理炉と、該処理炉内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を管理すると共に、基板処理を実行する制御部とを有し、該制御部は複数の前記基板保持具に関する管理データが登録される管理部を具備し、前記管理データに基づき、基板処理に使用される前記基板保持具を選択し、又、前記管理データに基づき前記基板保持具の洗浄時期を決定することを特徴とする基板処理装置。
(付記4)バッチ処理情報、基板保持具管理データが格納される記憶部と、基板処理装置にバッチ処理を指示する演算制御部とを具備する主管理装置であって、前記演算制御部は前記基板処理装置に使用される基板保持具用の照合用基板保持具管理データを送信し、又基板処理後に前記基板処理装置から送信されるバッチ処理実績データに基づき前記バッチ処理情報、前記基板保持具管理データの更新を行うことを特徴とする主管理装置。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に於けるボート管理データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に於けるボート管理データを表示する表示画面を示す図である。 本発明の実施の形態に於ける基板処理装置側でのボート管理の流れを示す説明図である。 本発明の実施の形態に於けるHOSTコンピュータと基板処理装置ボート間の情報の流れを示す説明図である。
符号の説明
1 基板処理装置
9 ポッド
11 回転式ポッド棚
18 ウェーハ
24 ウェーハ移載機構
26 ボート
28 処理炉
41 HOSTコンピュータ
42 LAN
45 主通信制御部
46 主演算制御部
49 制御部
52 演算制御部
53 記憶部

Claims (1)

  1. 基板を収納し、処理する処理炉と、該処理炉内で基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を管理すると共に、基板処理を実行する制御部とを有する基板処理装置と、該基板処理装置に基板のバッチ処理を実行させる為の指示を行う主管理装置とを具備する基板処理システムに於いて、前記制御部には第1基板保持具管理データが登録され、前記主管理装置は第2基板保持具管理データを含むバッチ処理情報を前記制御部に指示し、該制御部は、前記第1基板保持具管理データと前記第2基板保持具管理データとを照合し、両基板保持具管理データ間で整合性があれば、前記バッチ処理情報に基づき基板処理を実行することを特徴とする基板処理システム。
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