JPH1050802A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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JPH1050802A
JPH1050802A JP22302296A JP22302296A JPH1050802A JP H1050802 A JPH1050802 A JP H1050802A JP 22302296 A JP22302296 A JP 22302296A JP 22302296 A JP22302296 A JP 22302296A JP H1050802 A JPH1050802 A JP H1050802A
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JP
Japan
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substrate
chamber
substrate processing
intermediate chamber
processing apparatus
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Withdrawn
Application number
JP22302296A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsuhiko Suda
敦彦 須田
Kazuyuki Toyoda
一行 豊田
Kazumasa Makiguchi
一誠 巻口
Mitsunori Takeshita
光徳 竹下
Tsutomu Tanaka
田中  勉
Sadayuki Suzuki
貞之 鈴木
Shinichi Nomura
慎一 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH1050802A publication Critical patent/JPH1050802A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い基板処理効率が得られ、スループットの優
れた基板処理装置を提供する。 【解決手段】カセットローダ室10にカセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット20を設け、その室壁12に連結モ
ジュール300を取り外し可能に取り付ける。連結モジ
ュール300を互いに離間して鉛直方向に積み重ねる。
各連結モジュール300では、外ゲートバルブ62、ロ
ードロック室52、ゲートバルブ64、搬送室54、ゲ
ートバルブ66及び反応処理室56をカセットローダ室
10からこの順に連結配置する。ロードロック室52内
のウェーハボート70の構造を反応処理室56内で同時
に処理されるウェーハ5の枚数の2倍以上の枚数を保持
可能なものとする。搬送室54内にウェーハ搬送ロボッ
ト80を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置に関
し、特に半導体ウェーハ処理装置に関し、そのなかでも
特に、プラズマエッチング装置、プラズマCVD(Chem
ical Vapor Deposition )装置、プラズマアッシング装
置等、プラズマを利用して半導体ウェーハを処理する半
導体ウェーハ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図13は、従来のプラズマを利用した半
導体ウェーハ処理装置のうち、プラズマCVD装置50
0の一例を示した平面図である。
【0003】搬送ロボット570を内蔵したロードロッ
ク室510の周辺にはゲート弁562、564、566
および542をそれぞれ介して反応処理室552、55
4および556ならびにカセット室520の各ユニット
が設置されている。それぞれのユニットは気密構造にな
っており、カセット室520にはカセット530を出し
入れするための外ゲート弁544がゲート弁542とは
別に設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構造のプラ
ズマCVD装置500では、カセット室520と反応処
理室552、554、556との間での半導体ウェーハ
5の搬送はロードロック室510の搬送ロボット570
のみによって行っていたので、半導体ウェーハ5の処理
効率を向上させることは困難であった。スループットを
稼ぐためにはロードロック室510をさらに多角形とし
て反応処理室552、554、556を増す必要がある
が、このようにすると、搬送ロボット570による搬送
が基板処理速度をますます律速するようになり、やはり
半導体ウェーハ5の処理効率を向上させることは困難で
あった。
【0005】従って、本発明の目的は、高い基板処理効
率が得られ、スループットの優れた基板処理装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板搬
送部と、前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュ
ールと、前記基板搬送部内に設けられた第1の基板搬送
手段であって、基板を前記複数のモジュールに搬送可能
な第1の基板搬送手段と、を備える基板処理装置であっ
て、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処
理する気密構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記
基板搬送部との間に設けられた気密構造の中間室と、前
記基板処理室と前記中間室との間に設けられた第1のバ
ルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記中間
室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第1のバルブと、前
記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第2のバ
ルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基板搬送
部との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第2のバルブとを備
え、前記中間室には前記基板を保持可能な基板保持手段
が設けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室のそれ
ぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚数の少なく
とも2倍以上の枚数の基板を保持可能であり、前記中間
室または前記基板処理室には、前記基板を前記基板保持
手段と前記基板処理室との間で搬送可能な第2の基板搬
送手段が設けられていることを特徴とする第1の基板処
理装置が提供される。
【0007】本発明のこの第1の基板処理装置において
は、基板処理室をそれぞれ備える複数のモジュールが基
板搬送部に取り付けられているから、その分、基板処理
の効率を高めることができる。
【0008】そして、本発明の第1の基板処理装置は、
基板を各モジュールに搬送可能な第1の基板搬送手段
と、各モジュールに設けられた基板保持手段と、各モジ
ュールに設けられ、基板保持手段と基板処理室との間で
基板を搬送可能な第2の基板搬送手段とを備えているか
ら、各モジュールへの基板搬送と、各モジュール内での
基板搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、基板搬送を効率よく行えるようになる。
【0009】さらに、このように、各モジュールの中間
室には基板保持手段と基板処理室との間で基板を搬送可
能な第2の基板搬送手段が設けられているので、他のモ
ジュールの基板処理室における処理状態とは無関係に基
板処理室に基板を搬入でき基板処理室から基板を搬出で
きる。基板として、例えば半導体ウェーハを使用する場
合には、基板処理室内における基板の加熱時間は、半導
体ウェーハ内の不純物の分布状態等に影響を与え、それ
がひいては半導体デバイスの特性に影響を与えるので、
一定にする必要があるが、本発明においては、各モジュ
ールに基板処理室と基板搬送手段とがそれぞれ設けられ
ているから、他の基板処理室での処理状態とは無関係に
基板を搬出でき、その結果、各モジュールにおいて基板
が加熱される時間をそれぞれ一定に保つことができる。
【0010】さらに、複数のモジュールのそれぞれが、
基板を処理する気密構造の基板処理室と、基板処理室と
基板搬送部との間に設けられた気密構造の中間室と、基
板処理室と中間室との間に設けられた第1のバルブであ
って、閉じた場合には基板処理室と中間室との間を気密
にすることができ、開いた場合には基板がその内部を通
って移動可能な第1のバルブと、中間室と基板搬送部と
の間に設けられた第2のバルブであって閉じた場合には
中間室と基板搬送部との間を気密にすることができ、開
いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第2の
バルブとを備えているから、各モジュールの中間室と基
板処理室とをそれぞれ独立して気密に保つことができ
て、各モジュール内および各モジュール間において中間
室と基板処理室とを独立して所定のガス雰囲気や真空雰
囲気にすることができ、しかも、基板処理室と中間室と
の間および中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が
移動できる。そして、このように中間室と基板処理室と
を独立して気密に保つことができるので、中間室はロー
ドロック室として機能させることができる。なお、この
ような第1のバルブとしては、好ましくはゲートバルブ
が用いられる。
【0011】そして、中間室に設けられる基板保持手段
が、基板処理室のそれぞれにおいて一度に処理される基
板の枚数の少なくとも2倍以上の枚数の基板を保持可能
であるので、基板処理室で基板を処理している間に予め
中間室の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持して
おくことができ、基板処理室から基板保持手段に処理後
の基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基
板を基板処理室に供給できる。その結果、基板を効率よ
く処理することができ、スループットを高くすることが
できる。
【0012】また、第2の基板搬送手段に加えて基板保
持手段をさらに設けることにより、基板の保持機能と搬
送機能とを分離することができるようになり、例えば、
ある基板を基板保持手段で保持して冷却等を行っている
間に他の基板を基板搬送手段で基板処理室に搬送するこ
とができるようになり、より効率的に基板の処理を行う
ことができるようになる。
【0013】好ましくは、前記複数のモジュールのそれ
ぞれが、前記基板を処理する前記基板処理室であって真
空的に気密な構造の前記基板処理室と、前記基板処理室
と前記基板搬送部との間に設けられた前記中間室であっ
て真空的に気密な構造の前記中間室と、前記基板処理室
と前記中間室との間に設けられた前記第1のバルブであ
って閉じた場合には前記基板処理室と前記中間室との間
を真空的に気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な前記第1のバルブ
と、前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた前
記第2のバルブであって閉じた場合には前記中間室と前
記基板搬送部との間を真空的に気密にすることができ、
開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な
前記第2のバルブとを備える。
【0014】このようにすれば、各モジュールの中間室
と基板処理室とをそれぞれ独立して真空的に気密に保つ
ことができて、各モジュール内および各モジュール間に
おいて中間室と基板処理室とを独立して所定の真空雰囲
気にすることができ、しかも、基板処理室と中間室との
間および中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移
動できる。そして、このように中間室と基板処理室とを
独立して真空的に気密に保つことができるので、中間室
を真空用のロードロック室として機能させることができ
る。
【0015】そして、このような真空的に気密な構造の
中間室または基板処理室には基板を保持可能な基板保持
手段と基板処理室との間で搬送可能な第2の基板搬送手
段が設けられているので、各モジュールへの基板の搬送
は基板搬送部に設けられた第1の基板搬送手段によって
大気圧下で行い、真空中での基板の搬送は各モジュール
の中間室または基板処理室に設けられた第2の基板搬送
手段で行うようにすることができる。従って、基板を搬
送する機構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とす
る必要がなくなり、各モジュールに基板を搬送する基板
搬送部は大気圧下で搬送を行う領域とすることができ、
真空的に気密な構造の領域は各モジュールの中間室や基
板処理室に分割することができる。その結果、基板搬送
部の構造や第1の基板搬送手段の構造を簡単なものとす
ることができ、安価に製作できるようになる。また、各
モジュールの中間室のそれぞれの容積も小さくなり、そ
の壁の厚みを薄くしても強度が保てるようになり、その
結果、安価に製作できるようになる。さらに、中間室ま
たは基板処理室に設けられた第2の基板搬送手段におい
ても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に抑えるこ
とができるので、その制作費も安価なものとなり、ま
た、真空的に気密な構造の中間室内または基板処理室内
において第2の基板搬送手段の駆動部から発生する可能
性のあるパーティクルも最小限に抑えることができる。
【0016】そして、例えば、各モジュールに基板を搬
送する基板搬送部は大気圧下で搬送を行う領域とし、基
板処理室においては減圧下で基板の処理を行う場合を考
えると、本発明の第1の基板処理装置においては、中間
室に設けられる基板保持手段が、基板処理室のそれぞれ
において一度に処理される基板の枚数の少なくとも2倍
以上の枚数の基板を保持可能であるので、基板処理室で
減圧下で基板を処理している間に予め中間室を大気圧状
態として基板保持手段に次に処理すべき基板を保持し、
その後中間室を減圧にして待機しておくことができる。
従って、基板処理室において基板の処理が終わって所定
の減圧状態となれば、すぐに第1のバルブを開けて基板
保持手段に処理後の基板を取り出すことができ、その
後、すぐに、次の基板処理のための基板を基板処理室に
供給できる。その結果、基板を効率よく処理することが
でき、スループットを高くすることができる。
【0017】また、このように基板処理室と中間室が共
に真空的に気密な構造であるので、基板処理室と中間室
とが減圧可能であることが好ましいが、その場合には、
さらに好ましくは、基板処理室と中間室とを互いに独立
して減圧可能とする。
【0018】また、好ましくは、前記第2の基板搬送手
段が前記中間室に設けられている。
【0019】また、好ましくは、前記基板保持手段が前
記第2の基板搬送手段よりも前記基板搬送部側に設けら
れている。
【0020】このようにすれば、基板搬送部の第1の基
板搬送手段と中間室の第2の基板搬送手段との間にこの
基板保持手段が位置することになり、この基板保持手段
を介して、第1の基板搬送手段と第2の基板搬送手段と
の間で効率的に基板の受け渡しができるようになる。
【0021】また、本発明によれば、基板搬送部と、前
記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、前
記基板搬送部内に設けられた第1の基板搬送手段であっ
て、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第1の基
板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、前記複
数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する気密
構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部
との間に設けられた気密構造の第1および第2の中間室
であって、前記基板処理室側の前記第1の中間室と、前
記基板搬送部側の前記第2の中間室と、前記基板処理室
と前記第1の中間室との間に設けられた第1のバルブで
あって閉じた場合には前記基板処理室と前記第1の中間
室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第1のバルブと、前
記第1の中間室と前記第2の中間室との間に設けられた
第2のバルブであって閉じた場合には前記第1の中間室
と前記第2の中間室との間を気密にすることができ、開
いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第
2のバルブと、前記第2の中間室と前記基板搬送部との
間に設けられた第3のバルブであって閉じた場合には前
記第2の中間室と前記基板搬送部との間を気密にするこ
とができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って
移動可能な第3のバルブとを備え、前記第2の中間室に
は、前記基板を保持可能な基板保持手段が設けられ、前
記基板保持手段が前記基板処理室のそれぞれにおいて一
度に処理される前記基板の枚数の少なくとも2倍以上の
枚数の基板を保持可能であり、前記第1の中間室には、
前記基板を前記基板保持手段と前記基板処理室との間で
搬送可能な第2の基板搬送手段が設けられていることを
特徴とする第2の基板処理装置が提供される。
【0022】本発明のこの第2の基板処理装置において
は、基板処理室をそれぞれ備える複数のモジュールが基
板搬送部に取り付けられているから、その分、基板処理
の効率を高めることができる。
【0023】そして、本発明の第2の基板処理装置は、
基板を各モジュールに搬送可能な第1の基板搬送手段
と、各モジュールに設けられた基板保持手段と、各モジ
ュールに設けられ、基板保持手段と基板処理室との間で
基板を搬送可能な第2の基板搬送手段とを備えているか
ら、各モジュールへの基板搬送と、各モジュール内での
基板搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、基板搬送を効率よく行えるようになる。
【0024】さらに、このように、各モジュールの第1
の中間室には基板保持手段と基板処理室との間で基板を
搬送可能な第2の基板搬送手段が設けられているので、
他のモジュールの基板処理室における処理状態とは無関
係に基板処理室に基板を搬入でき基板処理室から基板を
搬出できる。このように、各モジュールに基板処理室と
基板搬送手段とがそれぞれ設けられているから、他の基
板処理室での処理状態とは無関係に基板を搬出でき、そ
の結果、各モジュールにおいて基板が加熱される時間を
それぞれ一定に保つことができる。
【0025】さらに、複数のモジュールのそれぞれが、
基板を処理する気密構造の基板処理室と、基板処理室と
基板搬送部との間に設けられた気密構造の第1および第
2の中間室であって、基板処理室側の第1の中間室と、
基板搬送部側の第2の中間室と、基板処理室と第1の中
間室との間に設けられた第1のバルブであって閉じた場
合には基板処理室と第1の中間室との間を気密にするこ
とができ、開いた場合には基板がその内部を通って移動
可能な第1のバルブと、第1の中間室と第2の中間室と
の間に設けられた第2のバルブであって閉じた場合には
第1の中間室と第2の中間室との間を気密にすることが
でき、開いた場合には基板がその内部を通って移動可能
な第2のバルブと、第2の中間室と基板搬送部との間に
設けられた第3のバルブであって閉じた場合には第2の
中間室と基板搬送部との間を気密にすることができ、開
いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第3の
バルブとを備えているから、各モジュールの第1の中間
室と第2の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立して気
密に保つことができて、各モジュール内および各モジュ
ール間において第1の中間室と第2の中間室と基板処理
室とを独立して所定のガス雰囲気や真空雰囲気にするこ
とができ、しかも、基板処理室と第1の中間室との間、
第1の中間室と第2の中間室との間および第2の中間室
と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そし
て、このように第1および第2の中間室と基板処理室と
を独立して気密に保つことができるので、第2の中間室
はロードロック室として機能させることができる。な
お、このような第1および第2のバルブとしては、好ま
しくはゲートバルブが用いられる。
【0026】そして、第2の中間室に設けられる基板保
持手段が、基板処理室のそれぞれにおいて一度に処理さ
れる基板の枚数の少なくとも2倍以上の枚数の基板を保
持可能であるので、基板処理室で基板を処理している間
に予め第2の中間室の基板保持手段に次に処理すべき基
板を保持しておくことができ、基板処理室から基板保持
手段に処理後の基板を取り出した後、すぐに次の基板処
理のための基板を基板処理室に供給できる。その結果、
基板を効率よく処理することができ、スループットを高
くすることができる。
【0027】また、第2の基板搬送手段に加えて基板保
持手段をさらに設けることにより、基板の保持機能と搬
送機能とを分離することができるようになり、例えば、
ある基板を基板保持手段で保持して冷却等を行っている
間に他の基板を基板搬送手段で基板処理室に搬送するこ
とができるようになり、より効率的に基板の処理を行う
ことができるようになる。
【0028】この第2の基板処理装置において、好まし
くは、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を
処理する前記基板処理室であって真空的に気密な構造の
前記基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部と
の間に設けられ、真空的に気密な構造の前記第1および
第2の中間室であって、前記基板処理室側の前記第1の
中間室と、前記基板搬送部側の前記第2の中間室と、前
記基板処理室と前記第1の中間室との間に設けられた前
記第1のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室
と前記第1の中間室との間を真空的に気密にすることが
でき、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動
可能な前記第1のバルブと、前記第1の中間室と前記第
2の中間室との間に設けられた前記第2のバルブであっ
て閉じた場合には前記第1の中間室と前記第2の中間室
との間を真空的に気密にすることができ、開いた場合に
は前記基板がその内部を通って移動可能な前記第2のバ
ルブと、前記第2の中間室と前記基板搬送部との間に設
けられた前記第3のバルブであって閉じた場合には前記
第2の中間室と前記基板搬送部との間を真空的に気密に
することができ、開いた場合には前記基板がその内部を
通って移動可能な前記第3のバルブとを備える。
【0029】このようにすれば、各モジュールの第1の
中間室と第2の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立し
て真空的に気密に保つことができて、各モジュール内お
よび各モジュール間において第1の中間室と第2の中間
室と基板処理室とを独立して所定の真空雰囲気にするこ
とができ、しかも、基板処理室と第1の中間室との間、
第1の中間室と第2の中間室との間および第2の中間室
と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そし
て、このように第1、第2の中間室と基板処理室とを独
立して真空的に気密に保つことができるので、第2の中
間室を真空用のロードロック室として機能させることが
できる。
【0030】そして、このような真空的に気密な構造の
第1の中間室には基板を保持可能な基板保持手段と基板
処理室との間で搬送可能な第2の基板搬送手段が設けら
れているので、各モジュールへの基板の搬送は基板搬送
部に設けられた第1の基板搬送手段によって大気圧下で
行い、真空中での基板の搬送は各モジュールの第1の中
間室に設けられた第2の基板搬送手段で行うようにする
ことができる。従って、基板を搬送する機構を設ける領
域を全て真空的に気密な構造とする必要がなくなり、各
モジュールに基板を搬送する基板搬送部は大気圧下で搬
送を行う領域とすることができ、真空的に気密な構造の
領域は各モジュールの第1の中間室に分割することがで
きる。その結果、基板搬送部の構造や第1の基板搬送手
段の構造を簡単なものとすることができ、安価に製作で
きるようになる。また、各モジュールの第1の中間室の
それぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みを薄くして
も強度が保てるようになり、その結果、安価に製作でき
るようになる。さらに、第1の中間室に設けられた第2
の基板搬送手段においても、その鉛直方向の昇降動作を
必要最小限に抑えることができるので、その制作費も安
価なものとなり、また、真空的に気密な構造の第1の中
間室内において第2の基板搬送手段の駆動部から発生す
る可能性のあるパーティクルも最小限に抑えることがで
きる。
【0031】なお、同じく真空的に気密な構造である第
2の中間室も各モジュールにそれぞれ設けられているの
で、それぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みも薄く
しても強度が保てるようになり、その結果、安価に製作
できるようになる。
【0032】また、本発明の第2の基板処理装置におい
ては、基板処理室と第1の中間室と第2の中間室とが共
に真空的に気密な構造である場合には、基板処理室と第
1の中間室と第2の中間室とが減圧可能であることが好
ましいが、その場合には、さらに好ましくは、基板処理
室と第1の中間室と第2の中間室とを互いに独立して減
圧可能とする。
【0033】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、前記基板処理室に前記基板を保持可能
な第2の基板保持手段が設けられ、前記基板保持手段が
前記第2の基板保持手段よりも少なくとも2倍以上の枚
数の基板を保持可能であることが好ましく、このように
すれば、第2の中間室に設けられる基板保持手段が、基
板処理室のそれぞれにおいて一度に処理される基板の枚
数の少なくとも2倍以上の枚数の基板を保持可能とな
り、基板処理室で基板を処理している間に予め第2の中
間室の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持してお
くことができ、基板処理室から基板保持手段に処理後の
基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基板
を基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処
理することができ、スループットを高くすることができ
る。
【0034】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板保持手段が、前
記基板処理室で処理される前の基板を保持する処理前基
板保持部と、前記基板処理室で処理された後の基板を保
持する処理済基板保持部であって前記処理前基板保持部
とは異なる前記処理済基板保持部とを備える。
【0035】このようにすれば、基板処理室で基板を処
理している間に予め第2の中間室の基板保持手段の処理
前基板保持部に次に処理すべき基板を保持しておくこと
ができ、基板処理室から取り出した処理後の基板は基板
保持手段の処理済基板保持部に保持できるから、処理後
の基板を取り出して処理済基板保持部に保持した後、す
ぐに次の基板処理のための基板を処理前基板保持部から
基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処理
することができ、スループットを高くすることができ
る。
【0036】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板処理室が、複数
枚の前記基板を同時に処理可能な基板処理室である。こ
のようにすれば、基板の処理効率が向上し、スループッ
トが向上する。
【0037】そして、この場合に、好ましくは、前記第
2の基板搬送手段が、複数枚の前記基板を同時に搬送可
能である。このようにすれば、基板の搬送効率が向上
し、スループットが向上する。
【0038】この場合に、さらに好ましくは、この前記
第2の基板搬送手段が、前記基板処理室のそれぞれにお
いて一度に処理される前記基板の枚数と同じ枚数の前記
基板を同時に搬送可能である。このようにすれば、基板
の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【0039】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記第1の基板搬送手段
が、複数枚の前記基板を同時に搬送可能である。このよ
うにすれば、基板の搬送効率が向上し、スループットが
向上する。
【0040】本発明の第1および第2の基板処理装置
は、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送する基
板搬送部である場合に好適に使用される。
【0041】基板搬送部が大気圧下で基板を搬送する基
板搬送部であると、基板搬送部に設けられる第1の基板
搬送手段の構造が簡単なものとなり、安価に製造できる
ようになる。加えて、基板搬送部も気密構造のチャンバ
ーの中に設ける必要がなく、筺体で覆えばよくなるの
で、構造が簡単となり、製造費も低減することができ
る。
【0042】そして、本発明の第1および第2の基板処
理装置は、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送
する基板搬送部であって、前記基板処理室が減圧下で前
記基板の処理を行う基板処理室である場合に、特に有効
に機能する。
【0043】この場合に、好ましくは、前記第1の基板
搬送手段が、複数枚の前記基板を同時に搬送可能であっ
て、前記複数枚の基板間のピッチを可変である。
【0044】基板処理室内で複数枚の基板を同時に処理
するためには、例えば、成膜等を行う場合にあっては、
占有床面積を小さくするための基板を積層して基板の処
理を行うことが行われるが、この場合には、複数枚の基
板の間隔を基板処理室内でのガスの流れ等を考慮して膜
厚均一性等を維持することができる間隔にする必要があ
る。一方、工場内において基板を搬送する場合には、カ
セット等が用いられることが多いが、通常は、このカセ
ットの溝間隔は上記膜厚均一性等を維持することができ
る間隔とは異なっている。そのために、いずれかの場所
で基板間のピッチを変換することが必要となる。
【0045】従って、上述のように、前記第1の基板搬
送手段が複数枚の基板を同時に搬送可能であって複数枚
の基板間のピッチを可変であるようにすれば、第1の基
板搬送手段が設けられる基板搬送部は大気圧下で前記基
板を搬送する基板搬送部であるので、この第1の基板搬
送手段は大気圧下で用いるものとなり、基板間のピッチ
を可変にしても、真空下での場合と比較すれば構造が簡
単であり、安価に製造でき、また、パーティクルの発生
を抑えることができる。そして、このように第1の搬送
手段で基板間のピッチを変換できるので、第1の中間室
に設けられる第2の基板搬送手段はピッチ可変な構造と
する必要がなくなり、その構造が簡単となり、安価に製
造できる。なお、この場合には、第2の中間室に設けら
れる基板保持手段が複数枚の基板を保持可能であって、
保持される基板間の間隔を基板処理室内での基板間の間
隔と実質的に等しくしておくことが好ましい。
【0046】上記のように、大気圧下で基板間のピッチ
を可変とし減圧下では基板間のピッチを固定して、複数
枚の基板を同時に搬送するようにすれば、搬送装置の製
造コストを低減でき、搬送装置の大型化が抑制され、し
かもパーティクルの発生が抑制されて基板をクリーンな
環境で搬送することができる。さらに、複数枚の基板を
同時に搬送するので、スループットが向上し、基板間の
ピッチが可変であるので、基板処理室内において高精度
で基板処理が行える基板間のピッチに変換できる。
【0047】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板保持手段が耐熱
性の基板保持手段である。
【0048】このようにすれば、本発明の第1の基板処
理装置における中間室、第2の基板処理装置における第
1の中間室をそれぞれ、基板処理室で処理が終わった高
温の基板を冷却する基板冷却室として使用できる。
【0049】なお、耐熱性の基板保持手段は、石英、ガ
ラス、セラミックスまたは金属からなることが好まし
く、このような材料から構成すれば、中間室や第1の中
間室を真空にしても、基板保持手段からアウトガス等の
不純物が発生することはないので、中間室や第1の中間
室の雰囲気を清浄に保つことができる。なお、セラミッ
クスとしては、焼結させたSiCや焼結させたSiCの
表面にSiO2 膜等をCVDコートしたものやアルミナ
等が好ましく用いられる。
【0050】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前前記基板保持手段が、
複数の前記基板を鉛直方向に積層して保持可能である。
【0051】この場合に、好ましくは、前記基板保持手
段を昇降可能な昇降手段をさらに備える。このように、
基板保持手段を昇降可能とすれば、基板保持手段と基板
処理室との間で基板を搬送可能な第2の基板搬送手段に
は昇降機能を設けなくともよくなり、その結果、第2の
基板搬送手段の構造が簡単となり、安価に製造できるよ
うになる。
【0052】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置の基板処理室においては、好ましくは、プラズマC
VD法、ホットウォールCVD法、光CVD法等の各種
CVD法等による絶縁膜、配線用金属膜、ポリシリコ
ン、アモルファスシリコン等の成膜や、エッチング、ア
ニール等の熱処理、エピタキシャル成長、拡散等が行わ
れる。
【0053】そして、特に好ましくは、プラズマエッチ
ング、プラズマCVD、プラズマアッシング等、プラズ
マを利用して基板を処理するプラズマ処理が行われる
が、この場合には、好ましくは、前記基板処理装置が複
数の前記基板を横に並べて保持可能な第2の基板保持手
段を備える。
【0054】このようにすれば、プラズマ処理装置の電
極との距離が複数の基板間でほぼ等しくでき、その結
果、複数の基板がさらされるプラズマの密度が基板間で
均一となり、基板間でプラズマ処理が均一に行えるよう
になる。
【0055】そして、この場合に、好ましくは、前記基
板保持手段が複数の前記基板を鉛直方向に積層して保持
可能であり、前記第2の基板搬送手段が前記基板保持手
段と前記第2の基板保持手段との間で前記基板を搬送可
能である。
【0056】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記複数のモジュールが
互いに離間して鉛直方向に積み重ねられ、前記複数のモ
ジュールのそれぞれが取り外し可能に前記基板搬送部に
取り付けられている。
【0057】このように、複数のモジュールを鉛直方向
に積み重ねて設けているから、モジュールを複数使用し
て基板の処理効率を高くしても、基板処理装置によるク
リーンルームの占有面積を増加させることがなく、ま
た、装置のメンテナンス領域も増加させることがない。
【0058】さらに、このように鉛直方向に積み重ねら
れた複数のモジュールが、互いに離間して、それぞれが
取り外し可能に基板搬送部に取り付けられているから、
いずれかのモジュールにメンテナンスが必要となった場
合に、メンテナンスが必要なモジュールのみを容易に取
り外すことができ、そのモジュールのメンテナンスを行
っている際にも他のモジュールを稼働させることがで
き、その結果、基板処理装置の稼働効率が大幅に向上す
る。
【0059】また、複数のモジュールが、互いに離間し
て、それぞれが取り外し可能に基板搬送部に取り付けら
れているから、基板搬送部に取り付けるモジュールの数
を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適
宜選択できる。
【0060】これに対して、図13に示した従来のプラ
ズマCVD装置500では、スループットを稼ぐために
反応処理室552、554および556が3個設けられ
ているが、より一層のスループットを得るにはロードロ
ック室510をさらに多角形として反応処理室552、
554、556を増す必要がある。スループットを稼ぐ
目的で、ロードロック室510を多角形にすると、ロー
ドロック室510が大きくなるばかりでなく、これに連
結される反応処理室552、554、556のメンテナ
ンススペース580も大きくなり、装置の占有面積は増
大するばかりである。
【0061】クリーンルームを必要とする半導体製造工
場においては、設備投資額及び設備の維持管理費は大き
な負担となっており、この負担を軽減するために、小占
有面積の装置が強く望まれている。本発明の第1および
第2の基板処理装置においては、上述のように、複数の
モジュールを鉛直方向に積み重ねて設けているから、モ
ジュールを複数使用して基板の処理効率を高くしても、
基板処理装置によるクリーンルームの占有面積を増加さ
せることがなく、また、装置のメンテナンス領域も増加
させることがない。
【0062】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、複数の前記基板を収容可
能なカセットを保持するカセット保持手段が前記基板搬
送部にさらに設けられ、前記第1の基板搬送手段が前記
カセット保持手段に保持される前記カセットと前記複数
のモジュールとの間で前記基板を搬送可能である。
【0063】この場合に、好ましくは、前記第1の基板
搬送手段が前記カセットを搬送可能な構造を有してい
る。
【0064】このようにすれば、第1の基板搬送手段で
基板搬送手段とカセット搬送手段を兼ねることができる
ので、基板搬送手段の昇降手段とカセット搬送手段の昇
降手段とを共通化することができ、昇降装置の制作費が
低減でき、また、基板搬送部の占有床面積を小さくで
き、ひいては基板処理装置の占有面積を小さくできる。
【0065】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記第1の基板搬送手段
を昇降可能な昇降機をさらに前記基板搬送部に備えるこ
とによって、各モジュールに第1の基板搬送手段が対応
可能とする。
【0066】また、本発明の第1および第2の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板搬送部が、前記
カセット保持手段と異なる所定の高さに設けられたカセ
ット投入部であって、前記カセットを前記基板搬送部内
に投入および/または前記基板搬送部外に前記カセット
を搬出する前記カセット投入部をさらに備える。
【0067】半導体製造工場においては、自動搬送ロボ
ットに対応するために、各装置においては、カセットの
投入高さが決められている場合が多い。本発明の基板処
理装置においては、これに対応できるように、上記のよ
うに、カセット投入部を所定の高さに設けている。この
場合に、カセット投入部に投入されたカセットから各モ
ジュール内に基板を搬送する必要が生じるが、本発明に
おいては、第1の基板搬送手段にカセットを搬送可能な
構造を設け、第1の基板搬送手段を昇降可能な昇降機を
基板搬送部に備え、また、カセットを保持するカセット
保持手段を基板搬送部に設けることにより、まず、複数
の基板を収容するカセットを所定のカセット保持手段ま
で昇降機と第1の基板搬送手段によって搬送し、その
後、第1の基板搬送手段によってカセットから各モジュ
ールまで基板をそれぞれ搬送できるので、カセット投入
部と各モジュールとの間の基板の搬送効率が高くなる。
【0068】なお、本発明において処理される基板とし
ては、好ましくは半導体ウェーハが用いられ、その場合
には、基板処理装置は半導体ウェーハ処理装置として機
能する。
【0069】また、基板としては、液晶表示素子用のガ
ラス基板等を使用することもできる。
【0070】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0071】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するた
めの図であり、図1Aは平面図、図1Bは断面図であ
り、図2、図3は、本発明の本発明の第1の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置を説明するための断面図であ
り、図4、図5は、本発明の本発明の第1の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置を説明するための平面図であ
る。図6、図8は、本発明の本発明の第1の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置におけるロードロック室を説
明するための平面図であり、図7、図9は、本発明の本
発明の第1の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置にお
けるロードロック室を説明するための断面図である。
【0072】この半導体ウェーハ処理装置1として、プ
ラズマCVD装置を例として説明する。
【0073】半導体ウェーハ処理装置1は、カセットロ
ーダユニット100と、2つの連結モジュール300と
を備えている。
【0074】カセットローダユニット100は、カセッ
トローダ室10を備え、カセットローダ室10の室壁1
2に、2つの連結モジュール300がそれぞれ取り外し
可能に取り付けられている。また、2つの連結モジュー
ル300は、互いに離間して鉛直方向に積み重ねられて
いる。
【0075】このように、複数の連結モジュール300
を鉛直方向に積み重ねて設けているから、連結モジュー
ル300を複数使用してウェーハ5の処理効率を高くし
ても、半導体ウェーハ処理装置1によるクリーンルーム
の占有面積を増加させることがない。
【0076】また、半導体ウェーハ処理装置1のメンテ
ナンス領域は、カセットローダユニット100側のメン
テナンス領域112と反応処理室56側のメンテナンス
領域114のみであるので、連結モジュール300を複
数使用してウェーハ5の処理効率を高くしても、半導体
ウェーハ処理装置1のメンテナンス領域を増加させるこ
とがない。
【0077】さらに、このように鉛直方向に積み重ねら
れた複数の連結モジュール300が、互いに離間して、
それぞれが取り外し可能にカセットローダ室10の室壁
12に取り付けられているから、いずれかの連結モジュ
ール300にメンテナンスが必要となった場合に、メン
テナンスが必要な連結モジュール300のみを容易に取
り外すことができ、その連結モジュール300のメンテ
ナンスを行っている際にも他の連結モジュール300を
稼働させることができ、その結果、半導体ウェーハ処理
装置1の稼働効率が大幅に向上する。
【0078】また、複数の連結モジュール300が、互
いに離間して、それぞれが取り外し可能にカセットロー
ダ室10の室壁12に取り付けられているから、カセッ
トローダ室10の室壁12に取り付けるモジュールの数
を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適
宜選択でき、例えば、図2に示すように1段の構成や図
3に示すように3段の構成とすることもできる。
【0079】それぞれの連結モジュール300において
は、外ゲートバルブ62、ロードロック室52、ゲート
バルブ64、搬送室54、ゲートバルブ66および反応
処理室56がカセットローダ室10から離れるに従って
この順に連結配置されている。
【0080】ロードロック室52、搬送室54および反
応処理室56はそれぞれ真空的に気密な構造であって、
それぞれ独立して所定の真空雰囲気にすることができ
る。
【0081】反応処理室56にはサセプタ90が設けら
れている。反応処理室56においてはプラズマCVDが
行われる。サセプタ90は、図4に示すように、2枚の
半導体ウェーハ5を横に並べて保持する構造である。
【0082】このように2枚の半導体ウェーハ5を横に
並べて保持するようにすれば、プラズマ処理装置の電極
との距離が2枚のウェーハ5間でほぼ等しくでき、その
結果、2枚のウェーハ5がさらされるプラズマの密度が
基板間で均一となり、ウェーハ5間でプラズマ処理が均
一に行えるようになる。
【0083】また、反応処理室56においては2枚同時
に処理するのでウェーハ5の処理効率が向上するが、反
応処理室56において同時に処理するウェーハ5の枚数
はウェーハ5のサイズや処理形態によって適宜選択可能
であり、例えば、図5に示すように3枚のウェーハ5を
横に並べて3枚同時処理とすることもできる。
【0084】搬送室54には、ウェーハ搬送ロボット8
0と、ウェーハ搬送ロボット80を駆動する駆動部55
とが設けられている。このウェーハ搬送ロボット80は
ウェーハ5をウェーハボート70とサセプタ90との間
で搬送可能である。
【0085】このように、各連結モジュール300の搬
送室54にウェーハ5をウェーハボート70とサセプタ
90との間で搬送可能なウェーハ搬送ロボット80が設
けられているので、他の連結モジュール300の反応処
理室56における処理状態とは無関係に反応処理室56
にウェーハ5を搬入でき反応処理室56からウェーハ5
を搬出できる。このように、各連結モジュール300に
反応処理室56とウェーハ搬送ロボット80とがそれぞ
れ設けられているから、他の反応処理室56での処理状
態とは無関係にウェーハ5を搬出でき、その結果、各連
結モジュール300においてウェーハが加熱される時間
をそれぞれ一定に保つことができる。
【0086】ロードロック室52には、ウェーハボート
70と、このウェーハボート70を昇降する昇降機53
が設けられている。ウェーハボート70には図6乃至8
に示すように4つのスロットが設けられている。このス
ロットは、上側の2つが反応処理前のウェーハ用であ
り、下側の2つが反応処理後のウェーハ用である。この
ように、ウェーハボート70には、搬送方向に対応した
スロットの位置が割り当てられている。ウェーハボート
70は、反応処理室56で同時に処理されるウェーハの
枚数の2倍の枚数のウェーハ保持可能である。図6、図
7は、反応処理前の2枚のウェーハ5が上側の2つのス
ロットに保持され、反応処理後の2枚のウェーハ5が下
側の2つのスロットに保持されている様子を示してい
る。図8、図9は上側の2枚のウェーハ5が反応処理室
56に搬送される途中の状態を示している。
【0087】このように、ロードロック室52に設けら
れるウェーハボート70が反応処理室56で同時に処理
されるウェーハ5の枚数の2倍の枚数のウェーハ5を保
持可能であるので、反応処理室56でウェーハ5を処理
している間に予めロードロック室52のウェーハボート
70の上側の2つのスロットに次に処理すべきウェーハ
5を保持しておくことができ、反応処理室56からウェ
ーハボート70の下側の2つのスロットに処理後のウェ
ーハ5を取り出した後、すぐに次の処理のためのウェー
ハ5を反応処理室56に供給できる。その結果、ウェー
ハ5を効率よく処理することができ、スループットを高
くすることができる。
【0088】ウェーハ搬送ロボット80は、2枚のウェ
ーハ5をウェーハボート70とサセプタ90との間で同
時に搬送可能である。従って、反応処理室で同時に処理
されるウェーハ5の枚数と同じ枚数のウェーハ5を同時
に搬送可能である。このようにウェーハ搬送ロボット8
0は複数のウェーハ5を同時に搬送可能であり、そして
反応処理室で同時に処理されるウェーハ5の枚数と同じ
枚数のウェーハ5を同時に搬送可能であるので、ウェー
ハ5の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【0089】ロードロック室52には、ウェーハボート
70を昇降する昇降機53が設けられているので、ウェ
ーハ搬送ロボット80には昇降機能を設けなくとも、ウ
ェーハボート70の所定のスロットにウェーハ5を搬送
でき、その結果、ウェーハ搬送ロボット80の構造が簡
単となり、安価に製造できるようになる。
【0090】また、ロードロック室52にはウェーハボ
ート70を設け、搬送室54にはウェーハ搬送ロボット
80を設けているから、ウェーハ5の保持機能と搬送機
能とを分離することができるようになり、例えば、ある
ウェーハ5をウェーハボート70で保持して冷却等を行
っている間に他のウェーハ5をウェーハ搬送ロボット8
0で反応処理室56に搬送することができるようにな
り、より効率的にウェーハ5の処理を行うことができる
ようになる。
【0091】また、ウェーハボート70は耐熱性であ
り、反応処理室56で処理が終わった高温のウェーハ5
をウェーハボート70に保持して冷却することができ
る。
【0092】なお、ウェーハボート70は、石英、ガラ
ス、セラミックスまたは金属からなることが好ましく、
このような材料から構成すれば、真空中においても、ウ
ェーハボート70からアウトガス等の不純物が発生する
ことはないので、雰囲気を清浄に保つことができる。な
お、セラミックスとしては、焼結させたSiCや焼結さ
せたSiCの表面にSiO2 膜等をCVDコートしたも
のやアルミナ等が好ましく用いられる。
【0093】カセットローダ室10の内部には、カセッ
トを保持するカセット棚が複数設けられており、複数の
カセット40を保持可能である。カセットローダ室10
の外部下方にはカセットローダ44が設置され、カセッ
トローダ44は半導体ウェーハ処理装置1の外部との間
でカセット40の授受が可能な機構を有する。カセット
40はカセットローダ44によってカセットローダ室1
0に設けた所定の投入口(図示せず。)から投入され
る。また、このカセットローダ44には必要に応じ、カ
セット40に収納されたウェーハ5のオリエンテーショ
ンフラットを合わせる機構部を内蔵することが可能であ
る。
【0094】カセットローダ室10の内部には、さら
に、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20と、この
カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20を昇降させる
エレベータ30が設けられている。エレベータ30は、
ねじ軸32と昇降部34とを備え、昇降部34内のナッ
ト(図示せず。)とねじ軸32とによってボールねじを
構成している。ねじ軸32を回転させると、昇降部34
が昇降し、それに応じて昇降部34に取り付けられたカ
セット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20が、カセット投
入口および2つの連結モジュール300にアクセス可能
になるように昇降する。カセット搬送兼ウェーハ搬送ロ
ボット20は、後に図6を参照して説明するように、カ
セット搬送機21とウェーハ搬送機23とを備えてい
る。
【0095】このように、カセットローダ室10の内部
にカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20を設け、2
つの連結モジュール300にウェーハ5を搬送可能と
し、連結モジュール300の搬送室54にウェーハ搬送
ロボット80を設け、反応処理室56へウェーハ5を搬
送可能としているから、各連結モジュール300へのウ
ェーハ5の搬送と、各モジュール300内でのウェーハ
5の搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、ウェーハの搬送を効率よく行えるようにできる。
【0096】そして、このように、真空的に気密な構造
の搬送室54にはウェーハ搬送ロボット80を設け、ま
た、カセットローダ室10の内部にはカセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット20を設けているので、各連結モジ
ュール300へのウェーハ5の搬送はカセットローダ室
10のカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20によっ
て大気圧下で行い、真空中でのウェーハ5の搬送は各連
結モジュール300のウェーハ搬送ロボットで行うよう
にすることができる。従って、ウェーハ5を搬送する機
構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とする必要が
なくなり、各連結モジュール300に基板を搬送するカ
セット搬送兼ウェーハ搬送ロボット20が設けられてい
るカセットローダ室10は大気圧下で搬送を行う領域と
することができ、真空的に気密な構造の領域は各連結モ
ジュール300に分割することができる。その結果、カ
セットローダ室10やカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボ
ット20の構造を簡単なものとすることができ、安価に
製作できるようになる。また、各連結モジュール300
のロードロック室52や搬送室54のそれぞれの容積も
小さくなり、その壁の厚みを薄くしても強度が保てるよ
うになり、その結果、安価に製作できるようになる。さ
らに、搬送室54に設けられたウェーハ搬送ロボット8
0においても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に
抑えることができるので、その制作費も安価なものとな
り、また、真空的に気密な構造の搬送室54においてウ
ェーハ搬送ロボット80の駆動部から発生する可能性の
あるパーティクルも最小限に抑えることができる。
【0097】次に、ウェーハ5の搬送および処理方法を
説明する。
【0098】カセットローダ44によってカセットロー
ダ室10に投入されたカセット40は、カセット搬送兼
ウェーハ搬送ロボット20上に載置されて、エレベータ
30によって上側に運ばれ、その後カセット棚42上に
載置される。次に、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボッ
ト20によりロードロック室52のウェーハボート70
にウェーハ5を搭載する。本実施の形態では、2枚のウ
ェーハを一度にカセット40からウェーハボート70の
上側2つのスロットにカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボ
ット20により搬送する。なお、カセット搬送兼ウェー
ハ搬送機20によってウェーハ5をロードロック室52
内に搬送する際には、ゲートバルブ64は閉じておき、
外ゲートバルブ62は開けておく。
【0099】ロードロック室52内のウェーハボート7
0にウェーハ5を搭載した後、外ゲートバルブ62を閉
じ、ロードロック室52内を真空引きする。
【0100】真空引き後、ゲートバルブ64を開ける。
なお、搬送室54は予め真空引きされている。
【0101】その後、2枚のウェーハ5は、真空中で、
搬送室54内のウェーハ搬送ロボット80によりロード
ロック室52内のウェーハボート70から反応処理室5
6内のサセプタ90に搬送される。なお、この際には、
ゲートバルブ66は開けられており、反応処理室56も
真空引きされている。
【0102】搬送後、ゲートバルブ66を閉じ、反応処
理室56を所定の雰囲気として反応処理室56のサセプ
タ90に搭載された2枚のウェーハ5にプラズマCVD
により成膜処理を同時に行う。
【0103】このプラズマCVDにより成膜処理を行っ
ている間に、上記と同様にして、ロードロック室52内
のウェーハボート70の上側2つのスロットに未処理の
ウェーハ5を搭載しておく。
【0104】所定の成膜が行われた後は、反応処理室5
6を真空引きし、その後ゲートバルブ66を開ける。2
枚のウェーハ5は、真空中で、ウェーハ搬送ロボット8
0によりロードロック室52内のウェーハボート70の
下側の2つのスロットに移載される。このとき、ウェー
ハボート70の上側2つのスロットには未処理のウェー
ハ5が搭載されているので、2枚の未処理のウェーハ5
は、ウェーハ搬送室54内のウェーハ搬送ロボット80
により反応処理室56内のサセプタ90にすぐに搬送さ
れる。
【0105】このようにして、予め、未処理のウェーハ
5をロードロック室52に供給して、真空雰囲気に保持
しておくことにより、未処理のウェーハ5の搬送時間が
短縮できる。
【0106】その後、ゲートバルブ64を閉じ、ロード
ロック室52内を窒素等で大気圧にし、ここでウェーハ
5を所定の温度になるまで冷却する。
【0107】その後、外ゲートバルブ62を開け、カセ
ット搬送兼ウェーハ搬送機20のウェーハ搬送機23に
よってウェーハ5はカセット40内に移載される。
【0108】所定枚数のウェーハ5がカセット40内に
搬入されると、カセット搬送兼ウェーハ搬送機20のカ
セット搬送機21によってカセット10が下側に運ば
れ、その後、カセットローダ室10から搬出される。
【0109】図10は、本発明の本発明の第1乃至第2
の実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ
搬送ロボット20を説明するための概略斜視図である。
【0110】ベース25、26上にカセット搬送機21
とウェーハ搬送機23が設けられており、カセット搬送
機21とウェーハ搬送機23とは、独立に矢印の方向に
平行移動することができる。カセット搬送機21はカセ
ット搬送アーム22を備えており、カセット搬送アーム
22の先に取り付けられたカセットホルダー27上にカ
セット10を載置してカセット10を搬送する。ウェー
ハ搬送機23は複数のツィーザ24を備えており、この
ツィーザ24上にウェーハ5をそれぞれ搭載してウェー
ハ5を搬送する。
【0111】図11は、本発明の本発明の第1乃至第2
の実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ
搬送ロボット20のピッチ変換機構を説明するための図
であり、図11Aは側面図、図11Bは図11AのY−
Y線より見た背面図である。
【0112】本実施の形態では、ウェーハ搬送機23
は、5枚のツィーザ241乃至245を備えている。ツ
ィーザ241はブロック260と一体化されている。ツ
ィーザ242、243、244、245にはナット23
2、233、234、235がそれぞれ固着されてい
る。ナット232とナット234はねじ軸210と噛み
合わせられておりナット232とナット234はねじ軸
210とそれぞれボールねじを構成している。ナット2
33とナット235はねじ軸211と噛み合わせられて
おりナット233とナット235はねじ軸211とそれ
ぞれボールねじを構成している。ねじ軸210の上端お
よびねじ軸211の上端はモータ220と歯車機構(図
示せず。)を介して接続されており、ねじ軸210の下
端およびねじ軸211の下端は、ブロック250に回転
自在に取り付けられている。ブロック250とブロック
260にはナット270が取り付けられており、ナット
270はねじ軸280と噛み合って設けられており、ナ
ット270とねじ軸280とによりボールねじを構成し
ている。ねじ軸280が回転すると、ナット270が左
右に動いてツイーザ241乃至245を左右に移動させ
る。
【0113】ナット232と噛み合っているねじ軸21
0の領域212には1倍ピッチのねじが形成されてお
り、ナット233と噛み合っているねじ軸211の領域
213には2倍ピッチのねじが形成されており、ナット
234と噛み合っているねじ軸210の領域214には
3倍ピッチのねじが形成されており、ナット235と噛
み合っているねじ軸211の領域215には4倍ピッチ
のねじが形成されている。また、ブロック250とブロ
ック260との間の上下方向の相対位置は変化しない。
モータ220によってねじ軸210とねじ軸211を回
転させると、ブロック250とブロック260とは昇降
せず、ナット232は所定の距離昇降し、ナット233
はナット232の2倍の距離昇降し、ナット234はナ
ット232の3倍の距離昇降し、ナット235はナット
232の4倍の距離昇降する。従って、ツィザー241
は昇降せず、ツィーザ242は所定の距離昇降し、ツィ
ーザ243はツィーザ242の2倍の距離昇降し、ツィ
ーザ244はツィーザ242の3倍の距離昇降し、ツィ
ーザ245はツィーザ242の4倍の距離昇降する。そ
の結果、ツィーザ241乃至245間のピッチを均等に
保ったまま、ツィーザ241乃至245間のピッチを変
換できる。
【0114】反応処理室56において、例えば、プラズ
マを利用せずに成膜等を行う場合にあっては、占有床面
積を小さくするためのウェーハ5を積層してウェーハ5
の処理を行うことが行われるが、この場合には、複数枚
のウェーハ5の間隔を反応基板処理室56内でのガスの
流れ等を考慮して膜厚均一性等を維持することができる
間隔にする必要がある。一方、工場内においてウェーハ
5を搬送する場合には、カセット等が用いられることが
多いが、通常は、このカセットの溝間隔は上記膜厚均一
性等を維持することができる間隔とは異なっている。そ
のために、いずれかの場所でウェーハ5間のピッチを変
換することが必要となる。
【0115】従って、上述のように、カセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット20がピッチ変換機構を備えるよう
にすれば、大気圧下でピッチを可変とでき、真空下での
場合と比較すれば構造が簡単であり、安価に製造でき、
また、パーティクルの発生を抑えることができる。そし
て、このようにカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット2
0でウェーハ5間のピッチを変換できるので、ウェーハ
搬送ロボットはピッチ可変な構造とする必要がなくな
り、その構造が簡単となり、安価に製造できる。なお、
この場合には、ロードロック室52のウェーハボート7
0に保持されるウェーハ5間の間隔を反応処理室56内
でのウェーハ5間の間隔と実質的に等しくしておくこと
が好ましい。
【0116】(第2の実施の形態)図12は、本発明の
第2の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明する
ための図であり、図12Aは平面図、図12Bは断面図
である。
【0117】上述した第1の実施の形態においては、ロ
ードロック室52と搬送室54との間にゲートバルブ6
4を設けたが、本実施の形態においては、そのようなゲ
ートバルブを設けず、ウェーハボート70とウェーハ搬
送ロボット80を同一のロードロック兼搬送室58に設
けた点が第1の実施の形態と異なるが他の点は同様であ
る。
【0118】
【発明の効果】本発明によれば、基板の処理効率が高
く、スループットに優れた基板処理装置が得られる。
【0119】また、複数のモジュールを互いに離間して
鉛直方向に積み重ね、複数のモジュールのそれぞれを取
り外し可能に基板搬送部に取り付けることにより、装置
の稼働効率が高く、しかも、占有面積が小さくメンテナ
ンス領域が小さい基板処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体ウェーハ処
理装置を説明するための図であり、図1Aは平面図、図
1Bは断面図である。
【図2】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための断面図である。
【図3】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための断面図である。
【図4】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための平面図である。
【図5】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための平面図である。
【図6】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の平面図である。
【図7】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の断面図である。
【図8】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の平面図である。
【図9】本発明の本発明の第1の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の断面図である。
【図10】本発明の本発明の第1乃至第2の実施の形態
において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット
を説明するための概略斜視図である。
【図11】本発明の本発明の第1乃至第2の実施の形態
において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット
のピッチ変換機構を説明するための図であり、図11A
は側面図、図11Bは図11AのY−Y線より見た背面
図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態の半導体ウェーハ
処理装置を説明するための図であり、図12Aは平面
図、図12Bは断面図である。
【図13】従来の半導体ウェーハ処理装置を説明するた
めの平面図である。
【符号の説明】 1、2…半導体ウェーハ処理装置 5…ウェーハ 10…カセットローダ室 12…室壁 20…カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット 21…カセット搬送機 22…カセット搬送アーム 23…ウェーハ搬送機 24…ツィーザ 27…カセットホルダー 30…エレベータ 40…カセット 42…カセット棚 44、46…カセットローダ 52…ロードロック室 54…搬送室 56…反応処理室 58…ロードロック兼搬送室 62…外ゲートバルブ 64、66…ゲートバルブ 70…ウェーハボート 80…ウェーハ搬送ロボット 90、92、94…サセプタ 100…カセットローダユニット 112、114、116、118…メンテナンス領域 300…連結モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 光徳 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 田中 勉 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 鈴木 貞之 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 野村 慎一 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板搬送部と、 前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、 前記基板搬送部内に設けられた第1の基板搬送手段であ
    って、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第1の
    基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、 前記複数のモジュールのそれぞれが、 前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、 前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気
    密構造の中間室と、 前記基板処理室と前記中間室との間に設けられた第1の
    バルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記中
    間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前
    記基板がその内部を通って移動可能な第1のバルブと、 前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第2の
    バルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基板搬
    送部との間を気密にすることができ、開いた場合には前
    記基板がその内部を通って移動可能な第2のバルブとを
    備え、 前記中間室には前記基板を保持可能な基板保持手段が設
    けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室のそれぞれ
    において一度に処理される前記基板の枚数の少なくとも
    2倍以上の枚数の基板を保持可能であり、 前記中間室または前記基板処理室には、前記基板を前記
    基板保持手段と前記基板処理室との間で搬送可能な第2
    の基板搬送手段が設けられていることを特徴とする基板
    処理装置。
  2. 【請求項2】前記複数のモジュールのそれぞれが、 前記基板を処理する前記基板処理室であって真空的に気
    密な構造の前記基板処理室と、 前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた前
    記中間室であって真空的に気密な構造の前記中間室と、 前記基板処理室と前記中間室との間に設けられた前記第
    1のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前
    記中間室との間を真空的に気密にすることができ、開い
    た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記
    第1のバルブと、 前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた前記第
    2のバルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基
    板搬送部との間を真空的に気密にすることができ、開い
    た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記
    第2のバルブとを備えることを特徴とする請求項1記載
    の基板処理装置。
  3. 【請求項3】前記基板処理室と前記中間室とが互いに独
    立して減圧可能であることを特徴とする請求項2記載の
    基板処理装置。
  4. 【請求項4】前記第2の基板搬送手段が前記中間室に設
    けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    かに記載の基板処理装置。
  5. 【請求項5】前記基板保持手段が前記第2の基板搬送手
    段よりも前記基板搬送部側に設けられていることを特徴
    とする請求項4記載の基板処理装置。
  6. 【請求項6】基板搬送部と、 前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、 前記基板搬送部内に設けられた第1の基板搬送手段であ
    って、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第1の
    基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、 前記複数のモジュールのそれぞれが、 前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、 前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気
    密構造の第1および第2の中間室であって、前記基板処
    理室側の前記第1の中間室と、前記基板搬送部側の前記
    第2の中間室と、 前記基板処理室と前記第1の中間室との間に設けられた
    第1のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と
    前記第1の中間室との間を気密にすることができ、開い
    た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第1
    のバルブと、 前記第1の中間室と前記第2の中間室との間に設けられ
    た第2のバルブであって閉じた場合には前記第1の中間
    室と前記第2の中間室との間を気密にすることができ、
    開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な
    第2のバルブと、 前記第2の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた
    第3のバルブであって閉じた場合には前記第2の中間室
    と前記基板搬送部との間を気密にすることができ、開い
    た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第3
    のバルブとを備え、 前記第2の中間室には、前記基板を保持可能な基板保持
    手段が設けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室の
    それぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚数の少
    なくとも2倍以上の枚数の基板を保持可能であり、 前記第1の中間室には、前記基板を前記基板保持手段と
    前記基板処理室との間で搬送可能な第2の基板搬送手段
    が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
  7. 【請求項7】前記複数のモジュールのそれぞれが、 前記基板を処理する前記基板処理室であって真空的に気
    密な構造の前記基板処理室と、 前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられ、真
    空的に気密な構造の前記第1および第2の中間室であっ
    て、前記基板処理室側の前記第1の中間室と、前記基板
    搬送部側の前記第2の中間室と、 前記基板処理室と前記第1の中間室との間に設けられた
    前記第1のバルブであって閉じた場合には前記基板処理
    室と前記第1の中間室との間を真空的に気密にすること
    ができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移
    動可能な前記第1のバルブと、 前記第1の中間室と前記第2の中間室との間に設けられ
    た前記第2のバルブであって閉じた場合には前記第1の
    中間室と前記第2の中間室との間を真空的に気密にする
    ことができ、開いた場合には前記基板がその内部を通っ
    て移動可能な前記第2のバルブと、 前記第2の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた
    前記第3のバルブであって閉じた場合には前記第2の中
    間室と前記基板搬送部との間を真空的に気密にすること
    ができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移
    動可能な前記第3のバルブとを備えることを特徴とする
    請求項6記載の基板処理装置。
  8. 【請求項8】前記基板処理室、前記第1の中間室および
    前記第2の中間室が互いに独立して減圧可能であること
    を特徴とする請求項7記載の基板処理装置。
  9. 【請求項9】前記基板処理室に前記基板を保持可能な第
    2の基板保持手段が設けられ、前記基板保持手段が前記
    第2の基板保持手段よりも少なくとも2倍以上の枚数の
    基板を保持可能であることを特徴とする請求項1乃至8
    のいずれかに記載の基板処理装置。
  10. 【請求項10】前記基板保持手段が、前記基板処理室で
    処理される前の基板を保持する処理前基板保持部と、前
    記基板処理室で処理された後の基板を保持する処理済基
    板保持部であって前記処理前基板保持部とは異なる前記
    処理済基板保持部とを備えることを特徴とする請求項1
    乃至9のいずれかに記載の基板処理装置。
  11. 【請求項11】前記基板処理室が、複数枚の前記基板を
    同時に処理可能な基板処理室であることを特徴とする請
    求項1乃至10のいずれかに記載の基板処理装置。
  12. 【請求項12】前記第2の基板搬送手段が、複数枚の前
    記基板を同時に搬送可能であることを特徴とする請求項
    11記載の基板処理装置。
  13. 【請求項13】前記第2の基板搬送手段が、前記基板処
    理室のそれぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚
    数と同じ枚数の前記基板を同時に搬送可能であることを
    特徴とする請求項12記載の基板処理装置。
  14. 【請求項14】前記第1の基板搬送手段が、複数枚の前
    記基板を同時に搬送可能であることを特徴とする請求項
    1乃至13のいずれかに記載の基板処理装置。
  15. 【請求項15】前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を
    搬送する基板搬送部であることを特徴とする請求項1乃
    至14のいずれかに記載の基板処理装置。
  16. 【請求項16】前記基板処理室が減圧下で前記基板の処
    理を行う基板処理室であることを特徴とする請求項15
    記載の基板処理装置。
  17. 【請求項17】前記第1の基板搬送手段が、複数枚の前
    記基板を同時に搬送可能であって、前記複数枚の基板間
    のピッチを可変であることを特徴とする請求項16記載
    の基板処理装置。
  18. 【請求項18】前記基板保持手段が耐熱性の基板保持手
    段であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか
    に記載の基板処理装置。
  19. 【請求項19】前記基板保持手段が、複数の前記基板を
    鉛直方向に積層して保持可能であることを特徴とする請
    求項1乃至18のいずれかに記載の基板処理装置。
  20. 【請求項20】前記基板保持手段を昇降可能な昇降手段
    をさらに備えることを特徴とする請求項19記載の基板
    処理装置。
  21. 【請求項21】前記基板保持手段が複数の前記基板を鉛
    直方向に積層して保持可能であり、前記基板処理装置
    が、プラズマを利用して前記基板の処理を行うプラズマ
    処理装置であり、前記基板処理装置が複数の前記基板を
    横に並べて保持可能な第2の基板保持手段を備え、前記
    第2の基板搬送手段が前記基板保持手段と前記第2の基
    板保持手段との間で前記基板を搬送可能であることを特
    徴とする請求項1乃至20のいずれかに記載の基板処理
    装置。
  22. 【請求項22】前記複数のモジュールが互いに離間して
    鉛直方向に積み重ねられ、前記複数のモジュールのそれ
    ぞれが取り外し可能に前記基板搬送部に取り付けられて
    いることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかに記
    載の基板処理装置。
  23. 【請求項23】複数の前記基板を収容可能なカセットを
    保持するカセット保持手段が前記基板搬送部にさらに設
    けられ、前記第1の基板搬送手段が前記カセット保持手
    段に保持される前記カセットと前記複数のモジュールと
    の間で前記基板を搬送可能であることを特徴とする請求
    項1乃至22のいずれかに記載の基板処理装置。
  24. 【請求項24】前記第1の基板搬送手段が前記カセット
    を搬送可能な構造を有していることを特徴とする請求項
    23記載の基板処理装置。
  25. 【請求項25】前記第1の基板搬送手段を昇降可能な昇
    降機をさらに前記基板搬送部に備えることを特徴とする
    請求項1乃至24のいずれかに記載の基板処理装置。
  26. 【請求項26】前記基板搬送部が、前記カセット保持手
    段と異なる所定の高さに設けられたカセット投入部であ
    って、前記カセットを前記基板搬送部内に投入および/
    または前記基板搬送部外に前記カセットを搬出する前記
    カセット投入部をさらに備えることを特徴とする請求項
    25記載の基板処理装置。
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