JPH0653304A - 減圧処理装置 - Google Patents

減圧処理装置

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JPH0653304A
JPH0653304A JP22206392A JP22206392A JPH0653304A JP H0653304 A JPH0653304 A JP H0653304A JP 22206392 A JP22206392 A JP 22206392A JP 22206392 A JP22206392 A JP 22206392A JP H0653304 A JPH0653304 A JP H0653304A
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JP
Japan
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chamber
wafer
load lock
processing
transfer
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Application number
JP22206392A
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English (en)
Inventor
Yoichi Deguchi
洋一 出口
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 [目的]減圧処理装置に併設されるロードロック室内で
の被処理体へのパーティクルの付着を防止するととも
に、被処理体搬機構の簡易化をはかる。 [構成]処理室10に併設された第1および第2のロー
ドロック室12,14の室内には、ウエハ待機用のウエ
ハ載置台64,68とウエハ受け渡し用の支持ピン6
6,70が設けられる。処理室10にゲートバルブ26
を介して連結された搬送アーム設置室20内に、搬送ア
ーム76が設置される。この搬送アーム76は、伸縮/
回転/上下移動の自在な搬送アームであって、処理室1
0を通って第1、第2のロードロック室12,14内の
ウエハ載置台64,68まで伸長できるように構成され
ており、搬送制御部による制御の下で、処理室10と第
1、第2のロードロック室12,14との間で半導体ウ
エハWの搬送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、減圧下で被処理体に対
して所定の処理を行う処理室にロードロック室を併設し
た減圧処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程において、エッチング、
アッシング、成膜等の処理を減圧下で行う減圧処理装置
では、処理室への半導体ウエハ(被処理体)の搬入・搬
出を大気から遮断して行うために、処理室に隣接させて
ロードロック室を設けるのが通例となっている。一般
に、ロードロック室は、気密な室に形成され、第1のゲ
ートバルブ(開閉装置)を介して処理室に連結されると
ともに、第2のゲートバルブを介して大気と連通し得る
ようになっている。
【0003】図3に、ロードロック室を設けた従来の典
型的な減圧処理装置の構成を示す。この減圧処理装置
は、減圧下で半導体ウエハに対して所定の処理たとえば
CVD(Chemical Vapor Deposition) 処理を行う処理室
100と、この処理室100に未処理の半導体ウエハを
搬入するための第1のロードロック室102と、処理室
100から処理済みの半導体ウエハWを搬出するための
第2のロードロック室104と、未処理の半導体ウエハ
Wを収容するウエハカセットCRを本減圧処理装置に搬
入するための第1のカセットチャンバ106と、処理済
みの半導体ウエハWを収容するウエハカセットCRを本
減圧処理装置から搬出するための第2のカセットチャン
バ108とから構成される。
【0004】処理室100と第1,第2のロードロック
室102,104とは、それぞれゲートバルブ110,
112を介して連結されている。また、第1のロードロ
ック室102と第1のカセットチャンバ106とはゲー
トバルブ114を介して連結され、第2のロードロック
室104と第2のカセットチャンバ108とはゲートバ
ルブ116を介して連結されている。処理室100およ
び第1,第2のロードロック室102,104には、そ
れぞれ配管114,116,118を介してロータリポ
ンプまたはターボ分子ポンプ等の真空ポンプ115,1
17,119に接続されている。配管114,116,
118の途中には、それぞれ処理室100および第1,
第2のロードロック室102,104の真空引きをオン
・オフするための電磁弁120,122,124が設け
られている。
【0005】第1のカセットチャンバ106には、大気
圧状態の下で、チャンバ入口付近の所定位置に、未処理
の半導体ウエハWを複数枚たとえば25枚収容したウエ
ハカセットCRが搬入される。第1のカセットチャンバ
106内にウエハカセットCRが搬入された後、ゲート
バルブ114が開き、電磁弁120がオンになり、第1
のロードロック室102および第1のカセットチャンバ
106が所定の真空度まで真空排気される。
【0006】かかる真空状態の下で、チャンバ106の
中間部に配設されたハンドアーム126により、ウエハ
カセットCRからウエハWが1枚ずつ取り出され、チャ
ンバ106の内奥に設けられたウエハ受け渡し部128
へ搬送される。そして、第1のロードロック室102内
に設けられている回転伸縮自在な搬送アーム136がゲ
ートバルブ114を介して第1のカセットチャンバ10
6内のウエハ受け渡し部128から未処理ウエハWを受
け取って、その受け取ったウエハWをゲートバルブ11
0を介して処理室100内のウエハ載置台134にロー
ディングする。ウエハ載置台134には、120゜間隔
で3つの孔134aが設けられ、各孔134a内には支
持ピン134bが遊嵌状態で挿通されており、ウエハW
のローディング時には各支持ピン134bが載置台13
4の表面より上に突出してウエハWを受け取るようにな
っている。
【0007】なお、カセットチャンバ106内のウエハ
受け渡し部128は、120゜間隔で各々垂直に立設さ
れた3本の上下移動可能な支持ピン128aを備えてい
る。このウエハ受け渡し部128付近には、ウエハWの
オリエンテーションフラットの位置合わせ(オリフラ合
わせ)を行うためのバキュームチャック130およびウ
エハ外周縁検出センサ132が設けられている。
【0008】処理室100は、室内をパージされる時以
外は、真空ポンプ117によって常時真空状態に維持さ
れ、所定の真空度の下でウエハWに対する処理を行う。
処理が終了すると、第2のロードロック室104の室内
に設けられている回転伸縮自在な搬送アーム140が、
ゲートバルブ112を介して処理室100内の載置台1
34から処理済みのウエハWを受け取って、そのウエハ
Wをゲートバルブ112を介して第2のカセットチャン
バ108のウエハ受け渡し部138へ渡す。このウエハ
受け渡し部138も、120゜間隔で各々垂直に立設さ
れた3本の上下移動自在な支持ピン138aを備える。
次に、処理済みのウエハWは、チャンバ106の中間部
に配設されたハンドアーム140により、ウエハ受け渡
し部138からチャンバ入口付近のウエハカセットCR
へ搬送される。このウエハカセットCRに処理済みのウ
エハWが所定枚数たとえば25枚装填されると、大気状
態の下でウエハカセットCRは第2のカセットチャンバ
108から搬出される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
減圧処理装置では、ロードロック室102,104内に
搬送アーム136,140をそれぞれ設け、これらの搬
送アーム136,140によりロードロック室102,
104を介して処理室100への半導体ウエハWの搬入
・搬出を行っていた。しかしながら、搬送アーム13
6,140が回転伸縮する際にアーム駆動機構ないしそ
の周辺から出るパーティクル(粉塵)が搬送中のウエハ
Wに付着するという不具合があった。特に、ロードロッ
ク室102,104の室内は大気圧状態と真空状態とを
頻繁に繰り返すため、気圧の変動がアーム駆動機構に作
用してパーティクルが発生しやすい。また、従来の減圧
処理装置では、いずれのロードロック室102,104
にも各々搬送アーム136,140を設けるため、その
ぶん装置コストが嵩むことはもちろん、搬送アームを駆
動するためのパルスモータの駆動軸が多く、CPU制御
が繁雑化し、制御速度が低下するという不具合もあっ
た。
【0010】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、ロードロック室内で被処理体へのパーティクル
の付着を防止するとともに、被処理体を搬送する機構の
軸数を減らしてコスト低減、機構・制御の簡易化をはか
る減圧処理装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の減圧処理装置は、減圧下で被処理体に対
して所定の処理を行う処理室と、第1の開閉装置を介し
て前記処理室に連結され、かつ、第2の開閉装置を介し
て大気と連通可能なロードロック室と、第3の開閉装置
を介して前記処理室に連結され、かつ、前記処理室と前
記ロードロック室との間で前記被処理体の搬送を行うた
めの搬送手段を減圧下で設置してなる搬送手段設置室と
を有する構成とした。
【0012】
【作用】被処理体は第2の開閉装置を介して標準気圧状
態たとえば大気圧状態下のロードロック室に搬入され
る。被処理体の搬入後、ロードロック室は処理室と同等
の真空度まで真空排気される。しかる後、第1の開閉装
置が開き、ロードロック室が処理室に連通される。この
状態の下で、搬送手段設置室に設置されている搬送手段
が第3の開閉装置と第1の開閉装置を介してロードロッ
ク室まで伸長し、被処理体をロードロック室から処理室
内に搬入する。搬入し終えると、搬送手段はいったん搬
送手段設置室内に戻り、第3の開閉装置が閉じる。ま
た、第1の開閉装置も閉じる。このようにして処理室が
密閉された状態で、被処理体に対する所定の処理が実行
される。この処理が終了すると、第1および第3の開閉
装置が開き、搬送手段設置室に設置されている搬送手段
が第3の開閉装置を介して処理室内に伸長し、被処理体
を保持または担持して第1の開閉装置を介してロードロ
ック室へ搬出する。
【0013】
【実施例】以下、図1および図2を参照して本発明の実
施例を説明する。図1は、本発明の一実施例による減圧
処理装置の構成を示す略平面図である。
【0014】この減圧処理装置は、減圧下で被処理体た
とえば半導体ウエハに対してエッチング、CVD等の所
定の処理を行う処理室10と、この処理室10に未処理
の半導体ウエハを搬入するための第1のロードロック室
12と、処理室10から処理済みの半導体ウエハWを搬
出するための第2のロードロック室14と、未処理の半
導体ウエハWおよび処理済みの半導体ウエハWを待機さ
せておくための被処理体待機室32と、処理室10と第
1、第2のロードロック室との間で半導体ウエハWの搬
送を行うための搬送アームを設置してなる搬送アーム設
置室20とから構成される。
【0015】処理室10には、第1,第2のロードロッ
ク室12,14がそれぞれゲートバルブ22,24を介
して連結されるとともに、搬送アーム設置室20がゲー
トバルブ26を介して連結される。第1,第2のロード
ロック室12,14はさらにゲートバルブ28,30を
介して被処理体待機室32に連通している。処理室1
0、第1,第2のロードロック室12,14および搬送
アーム設置室20には、それぞれ配管34,36,3
8,40を介してロータリポンプまたはターボ分子ポン
プ等の真空ポンプ42,44,46,48が接続されて
いる。配管34,36,38,40の途中には、それぞ
れ処理室10および第1,第2のロードロック室12,
14の真空引きをオン・オフするための電磁弁50,5
2,54,56が設けられている。
【0016】被処理体待機室32は、所定の清浄度を有
するクリーンルームであり、標準気圧たとえば大気圧に
維持される。被処理体待機室32の入口付近には、第1
および第2のカセットテーブル16,18が適当な間隔
を置いて配置されている。第1のカセットテーブル16
には、未処理の半導体ウエハWを収容するウエハカセッ
トCRが載置され、第2のカセットテーブル18には、
処理済みの半導体ウエハWを収容するウエハカセットC
Rが載置される。これら第1および第2のカセットテー
ブル16,18は、回転駆動モータ(図示せず)に接続
されており、この駆動モータの回転駆動で回転すること
により、テーブル上のカセットCRの向きを任意に変え
られるようになっている。両テーブル16,18の間に
はオリフラ合わせ用のバキュームチャック58および上
下移動の可能な支持ピン60が設けられている。また、
ウエハ外周縁検出センサ(図示せず)も付近に設けられ
ている。
【0017】被処理体待機室32内の中央には、伸縮/
回転/上下移動自在な搬送アーム62が設けられてい
る。この搬送アーム62は、本減圧処理装置の搬送制御
部(図示せず)による制御の下で、伸縮/回転/上下移
動を行って、待機室32内の第1、第2カセットテーブ
ル16,18またはオリフラ合わせ用の支持ピン60と
第1、第2のロードロック室12,14との間でウエハ
Wを搬送する。
【0018】第1のロードロック室12の室内には、ウ
エハ待機用のウエハ載置台64が配設されている。この
ウエハ載置台64には120゜間隔で3つの孔64aが
設けられ、各孔64a内にはウエハ受け渡し用の上下移
動可能な支持ピン66が遊嵌状態で挿通されている。同
様に、第2のロードロック室14の室内にも、ウエハ待
機用のウエハ載置台68が配設され、このウエハ載置台
68にウエハ受け渡し用の3本の上下移動可能な支持ピ
ン70が120゜間隔で遊嵌状態で挿通されている。
【0019】このように、第1および第2のロードロッ
ク室12,14の室内には、ウエハ待機用のウエハ載置
台64,68とウエハ受け渡し用の支持ピン66,70
が設けられ、ウエハ搬送アーム等の搬送装置は設けられ
ていない。
【0020】処理室10内の中央には、処理用のウエハ
載置台72が配設されている。処理室10でプラズマエ
ッチングが行われる場合、ウエハ載置台72には冷却媒
体が供給される。処理室10でCVDが行われる場合
は、ウエハ載置台72は電熱線またはランプ等によって
加熱される。このウエハ載置台72には120゜間隔で
3つの孔72aが設けられ、各孔72a内にはウエハ受
け渡し用の上下移動可能な支持ピン74が遊嵌状態で挿
通されている。また、図示しないが、処理室10には、
室内に処理ガスを供給するための配管等、ウエハWに対
して所定の処理を行うための装置、部品が配設ないし接
続されている。
【0021】搬送アーム設置室20内には、搬送アーム
76が設置されている。この搬送アーム76は、普通の
伸縮/回転/上下移動自在な搬送アームであるが、本実
施例では特に、処理室10を通って第1、第2のロード
ロック室12,14内のウエハ載置台64,68まで伸
長できるように構成されており、搬送制御部による制御
の下で、処理室10と第1、第2のロードロック室1
2,14との間で半導体ウエハWの搬送を行う。
【0022】次に、図1および図2につき、本実施例の
減圧処理装置におけるウエハ搬送動作について説明す
る。図2では、図解の容易化のため、各室10,12,
14,20用の真空排気部(配管、電磁弁、真空ポン
プ)を省略している。
【0023】先ず、被処理体待機室32において、未処
理の半導体ウエハWを収容するウエハカセットCRが、
作業員または搬送ロボット(図示せず)によって図2に
示すような向き、つまり入口側から搬入されて来たまま
の向きで、第1のカセットテーブル16上に載置され
る。次に、カセットテーブル16が矢印Aの方向に所定
角度回転して、ウエハカセットCRが被処理体待機室中
央の搬送アーム62と対向するように向きを変えられ
る。一方、第2のカセットテーブル18上でも、ウエハ
カセットCRが図2に示すような向きで載置され、テー
ブル18が矢印Bの方向に回転して、ウエハカセットC
Rは搬送アーム62側に向けられる。
【0024】搬送アーム62は、第1のカセットテーブ
ル16上のウエハカセットCRまでハンド62aを伸長
させて1枚のウエハWを取り出し、その取り出したウエ
ハWを矢印で示すようにオリフラ合わせ用のバキュー
ムチャック58まで搬送し、受け渡し用の支持ピン60
に渡す。ここで、常法によりウエハWのオリフラ合わせ
またはアライメントが行われる。オリフラ合わせが終了
すると、次に搬送アーム62はウエハWを受け渡し用の
支持ピン60から受け取り、その受け取ったウエハWを
矢印で示すようにゲートバルブ28を介して第1のロ
ードロック室12まで搬送し、室12内のウエハ受け渡
し用支持ピン64に渡す。
【0025】第1のロードロック室12では、ウエハW
が搬入されると、ゲートバルブ28が閉じて、電磁弁5
2がオンし、真空ポンプ44により室12内が所定の真
空度まで真空排気される。この真空引きの間、ウエハW
はウエハ載置台64に載置される。真空引きが終わる
と、ウエハ受け渡し用支持ピン64が上昇してウエハW
を持ち上げる。そして、ゲートバルブ22が開いて、第
1のロードロック室12は減圧状態下で処理室10と連
通する。処理室10は、室内をパージされる時以外は、
真空ポンプ42によって常時所定の真空度で減圧状態に
維持されている。
【0026】上記のようにして第1のロードロック室1
2側のゲートバルブ22が開くと同時に、搬送アーム設
置室20側のゲートバルブ26も開く。搬送アーム設置
室20も、室内をパージされる時以外は、真空ポンプ4
8によって常時処理室10と同程度の真空度で減圧状態
に維持されている。ゲートバルブ26が開くと、搬送ア
ーム設置室20内に設置されている搬送アーム76が点
線Lで示すように第1のロードロック室12に向かって
伸長移動し、ハンド76aで第1のロードロック室12
内のウエハ受け渡し用支持ピン64からウエハWを受け
取る。そして、その受け取ったウエハWを図2の矢印
で示すように処理室10内のウエハ載置台72まで搬送
し、そこのウエハ受け渡し用支持ピン74に渡す。支持
ピン74にウエハWを渡すと、搬送アーム76は縮退し
てハンド76aを搬送アーム設置室20内に引っ込め
る。このようにして第1のロードロック室12から処理
室10へのウエハWの搬入が完了すると、ゲートバルブ
22,26は閉じる。こうして密閉された処理室10内
でウエハWに対する所定の処理が実行される。
【0027】処理室10内で処理が終了すると、処理済
みのウエハWを第2のロードロック室14へ搬出するた
め、第2のロードロック室14側のゲートバルブ24が
開くとともに、搬送アーム設置室20側のゲートバルブ
26が開く。第2のロードロック室14の室内は、ゲー
トバルブ24が開くに先立って、真空ポンプ46によっ
て所定の真空度まで真空排気されている。搬送アーム7
6は、先ず処理室10内の載置台72まで伸長して、ウ
エハ受け渡し用支持ピン74から処理済みのウエハWを
ハンド76aに受け取り、次にその受け取ったウエハW
を図2の矢印で示すように第2のロードロック室14
内のウエハ載置台68まで搬送し、そこのウエハ受け渡
し用支持ピン70に渡す。支持ピン70にウエハWを渡
した後、搬送アーム76は縮退して、ハンド76aを搬
送アーム設置室20内に引っ込めるか、あるいは次の未
処理ウエハWを処理室10に搬入するために第1のロー
ドロック室12側へ伸長する。
【0028】第2のロードロック室14では、ウエハW
が搬入された後、電磁弁54がオフして真空引きが止め
られるとともに、ゲートバルブ30が開けられる。この
間、ウエハWはウエハ載置台68上で待機する。そし
て、第2のロードロック室14内が大気圧状態になった
後、搬送アーム設置室20内の搬送アーム62が第2の
ロードロック室14内まで伸長して来て、ウエハ受け渡
し用支持ピン70からウエハWを受け取り、その受け取
ったウエハWを図2の矢印で示すように第2のカセッ
トテーブル18まで搬送する。
【0029】このようにして1枚のウエハWに対するウ
エハ搬送動作が行われる。第2のカセットテーブル18
上のウエハカセットCRに処理済みのウエハWが所定枚
数たとえば25枚装填されたならば、カセットテーブル
18が矢印B’の方向に回転して、ウエハカセットCR
は入口側に向きを変えられた上で被処理体待機室32か
ら搬送ロボット等で搬出される。
【0030】上記のように、本実施例の減圧処理装置で
は、常時減圧下に維持される搬送アーム設置室20がゲ
ートバルブ26を介して処理室10に連結され、この搬
送アーム設置室20内に設置されている搬送アーム76
が、第1のロードロック室12から処理室10への未処
理ウエハWの搬入を行うとともに、処理室10から第2
のロードロック室14への処理済みのウエハWの搬出を
行う。第1および第2のロードロック室12,14内に
搬送アーム等の搬送手段は設けられていない。このた
め、各ロードロック室12,14で真空引きと大気開放
とが繰り返されて気圧が頻繁に変動しても、室内でパー
ティクルが発生するおそれが少なく、したがってウエハ
Wへのパーティクルの付着を防止することができる。ま
た、搬送アーム76を設置している搬送アーム設置室2
0は、常時処理室10と同等の減圧状態に維持されるた
め、ゲートバルブ26が開いても気圧の変動が少なく、
搬送アーム76の駆動機構等からパーティクルが出たり
舞い上がるおそれは少ない。したがって、処理室10内
で搬送中のウエハWにパーティクルが付着するおそれも
少ない。
【0031】また、本実施例の減圧処理装置では、1つ
の搬送アーム76によって、第1のロードロック室12
から処理室10への未処理ウエハWの搬入と、処理室1
0から第2のロードロック室14への処理済みのウエハ
Wの搬出とを行うので、搬送アームの設置台数が従来装
置と比較して半減している。したがって、装置コストを
低減できることはもちろん、搬送アーム駆動用のパルス
モータ駆動軸が半減するために搬送制御部(CPU)の
負担も半減し、ソフトウェア開発の容易化、制御速度の
向上等をはかることも可能である。
【0032】さらに、本実施例の減圧処理装置では、被
処理体待機室32に回転可能なカセットテーブル16,
18を設け、各テーブル上でウエハカセットCRの向き
を任意に変えられるようにしている。このような回転テ
ーブル機構によれば、ウエハカセットCRの向きを搬入
・搬出方向にも被処理体待機室32内の搬送アーム62
側にも合わせることが可能である。したがって、搬送ア
ーム62のハンド62aにウエハ検出用の光センサを取
付し、ウエハカセットCRに対してハンド62aを上下
方向にスキャンさせて、ウエハカセットCR内のウエハ
Wの位置検出または傾き検出等を行うことも容易であ
る。
【0033】なお、上述した実施例では、第1のロード
ロック室12を処理前のウエハWを処理室10に搬入す
るための待機室とし、第2のロードロック室14を処理
済みのウエハWを処理室10から搬出するための待機室
としたが、それらのロードロック12,14の各々でウ
エハWの搬入・搬出を行うようにしてもよい。被処理体
待機室32においても、第1および第2のカセットテー
ブル16,18上のウエハカセットCRのそれぞれに処
理前のウエハW、処理済みのウエハWを格納するように
してもよい。また、ロードロック室の設置数またはカセ
ットテーブルの設置数は2つに限るものではなく、1つ
でも3つ以上でも可能である。また、必要に応じて搬送
アーム設置室を2つ以上設けることも可能である。ま
た、ロードロック室12,14にカセットチャンバを併
設し、減圧下でウエハWをカセットチャンバとゲートバ
ルブ28,30との間で搬入・搬出を行うようにするこ
とも可能である。また、本発明は、半導体ウエハWを被
処理体とする減圧処理装置に限らず、LCD基板等を被
処理体とする減圧処理装置にも適用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の減圧処理
装置によれば、減圧状態に管理可能な搬送手段設置室を
開閉装置を介して処理室に連結し、この搬送手段設置室
内に設けた搬送手段によって処理室とロードロック室と
の間で被処理体の搬送を行うようにしたので、ロードロ
ック室内では搬送手段が不要となり、ロードロック室内
でのパーティクルの発生ないし被処理体への付着を効果
的に防止することができるとともに、処理室に複数のロ
ードロック室を併設しても1つの搬送手段で済むので、
搬送機構の軸数を増やさなくて済み、装置コストの低
減、機構・制御の簡易化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による減圧処理装置の構成を
示す略平面図である。
【図2】実施例におけるウエハ搬送動作を説明するため
の略平面図である。
【図3】従来の減圧処理装置の構成を示す略平面図であ
る。
【符号の説明】
10 処理室 12,14 ロードロック室 16,18 カセットテーブル 20 搬送アーム設置室 22,24,26,28,30 ゲートバルブ 32 被処理体待機室 42,44,46,48 真空ポンプ 62 搬送アーム 64,70,72 ウエハ載置台 66,70,74 ウエハ受け渡し用支持ピン 76 搬送アーム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧下で被処理体に対して所定の処理を
    行う処理室と、 第1の開閉装置を介して前記処理室に連結され、かつ、
    第2の開閉装置を介して大気と連通可能なロードロック
    室と、 第3の開閉装置を介して前記処理室に連結され、かつ、
    前記処理室と前記ロードロック室との間で前記被処理体
    の搬送を行うための搬送手段を減圧下で設置してなる搬
    送手段設置室と、 を有することを特徴とする減圧処理装置。
  2. 【請求項2】 前記搬送手段は、前記搬送手段設置室か
    ら前記処理室を通って前記ロードロック室まで伸長可能
    な被処理体搬送用のアームを有する請求項1記載の減圧
    処理装置。
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