JPH1098087A - Wafer transportation device - Google Patents

Wafer transportation device

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JPH1098087A
JPH1098087A JP25321796A JP25321796A JPH1098087A JP H1098087 A JPH1098087 A JP H1098087A JP 25321796 A JP25321796 A JP 25321796A JP 25321796 A JP25321796 A JP 25321796A JP H1098087 A JPH1098087 A JP H1098087A
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JP
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wafer
vacuum
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chamber
processing
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JP25321796A
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Japanese (ja)
Inventor
Naomasa Niwa
直昌 丹羽
Original Assignee
Shimadzu Corp
株式会社島津製作所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the throughput of wafer processing by actually reducing the time required for wafer replacement. SOLUTION: A wafer transportation robot 8 set in a preliminary exhausting chamber 2, provided with a first chuck 5 and a second chuck 7, can holds two wafers at the same time. Thus, in succession to taking out of a processed wafer with the second chuck 7 in a vacuum chamber 1, loads unprocessed wafer prepared in the first chuck 5 into the vacuum chamber 1. While wafer processing is being performed in the vacuum chamber 1, the processed wafer is ejected from the second chuck 7 into a wafer cassette 3 in the outside of a device, then, the next wafer to be processed is loaded into the first chuck 5 for the next process.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハを大気中から表面処理装置や元素分析装置などの真空容器内に導入するウエハ搬送装置に関する。 The present invention relates to the semiconductor wafer about wafer carrier to be introduced into the vacuum container, such as a surface treatment apparatus and elemental analyzer from the atmosphere.

【0002】 [0002]

【従来の技術】大気中にある試料を真空を用いた表面処理装置や元素分析装置(以下、総称して真空装置という)に導入する場合に、試料は予備排気室と呼ばれるインターフェース部分を介して常時真空に引かれている真空装置内に導入される。 Surface treatment apparatus and elemental analyzer using a vacuum sample in the Background of the Invention atmosphere (hereinafter, referred to as a vacuum device collectively) when introduced into the sample via the interface portion called the preliminary exhaust chamber It is introduced into the vacuum device being pulled at all times to a vacuum. 予備排気室には真空装置や大気との間を区切るゲートバルブとして、真空装置との間に真空ゲートバルブが設けられており、装置外の大気との間に大気ゲートバルブが設けられている。 As a gate valve that separates between the vacuum device and the atmosphere in the preliminary exhaust chamber, the vacuum gate valve is provided between the vacuum device, the atmospheric gate valve is provided between the device outside the atmosphere. また、予備排気室の内部には試料を外部から受け取ったり真空装置内に送るためのハンドリング装置が設置されている。 Moreover, the handling device to send to the vacuum device and receive the sample from the outside is installed in the interior of the preliminary exhaust chamber.

【0003】半導体ウエハを真空装置に導入する場合には、ウエハはウエハカセットと呼ばれる容器に複数枚入れられて予備排気室の近傍まで運ばれてくる。 [0003] The semiconductor wafer when introduced into the vacuum apparatus, the wafer comes transported to the vicinity of the preliminary exhaust chamber encased plurality in a container called a wafer cassette. このとき真空ゲートバルブは閉じられ、また、大気ゲートバルブは開けられており、予備排気室は大気状態である。 At this time vacuum gate valve is closed, also the atmospheric gate valve is opened, the pre-evacuation chamber is atmospheric conditions. ウエハカセットに収められているウエハを予備排気室内に設けられたハンドリング装置が予備排気室に取り入れ、次に大気ゲートバルブを閉めて予備排気室を真空引きする。 Handling apparatus provided with wafer which is on the wafer cassette to the preliminary exhaust chamber incorporated into the preliminary exhaust chamber and then evacuated preliminary exhaust chamber by closing the atmospheric gate valve. そして予備排気室が所定の真空度になると、今度は真空ゲートバルブを開けてウエハを真空装置内の試料ステージなどに載置する。 When the pre-evacuation chamber reaches a predetermined degree of vacuum, in turn is placed on such a sample stage in the vacuum chamber a wafer by opening the vacuum gate valve.

【0004】逆に、真空装置から処理済みのウエハをウエハカセットに戻す場合には、真空装置内の試料ステージなどから真空状態に引かれている予備排気室に、ハンドリング装置がウエハを取り出す。 [0004] Conversely, when returning the processed wafer from the vacuum device to the wafer cassette, the preliminary exhaust chamber which is evacuated state from such a sample stage in the vacuum chamber, the handling device takes out the wafer. このとき真空ゲートバルブは開いた状態であり、大気ゲートバルブは閉じた状態である。 Vacuum gate valve that time was opened, a state atmospheric gate valve to closed. その後、真空ゲートバルブを閉じて予備排気室に空気を導入し、圧力を大気圧まで戻す。 Thereafter, by closing the vacuum gate valve to introduce air into the preliminary exhaust chamber, returning the pressure to atmospheric pressure. 次に大気ゲートバルブを開いてウエハを大気中におかれているウエハカセットに戻す。 Then back to the wafer cassette is placed a wafer into the atmosphere by opening the atmospheric gate valve.

【0005】このような機構に用いられている予備排気室内の試料ハンドリング装置としては、試料を導入する際にも試料を排出する際にも同じものが使われ、連続してウエハを処理や分析を行うときには、処理済みのウエハを真空装置から取り出した後に新しいウエハを真空容器に導入するという手順で行っていた。 [0005] As a sample handling apparatus of the preliminary exhaust chamber which is used in such a mechanism, the same thing is also used when discharging the sample also when introducing the sample, process and analyze the wafer continuously to when performing a new wafer processed wafers after removal from the vacuum system it has been performed in the procedure of introducing into the vacuum chamber.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のウエハ搬送装置は、真空装置へのウエハの導入と真空装置からのウエハの排出を一つのハンドリング装置で行っていたので、ウエハの導入と排出を時系列的に行わなければならず、それだけ時間がかかっていた。 [0007] The above described conventional wafer transfer apparatus such as a, so did in one handling device emissions wafer from the introduction and the vacuum device wafer to the vacuum device, the introduction of the wafer must be time series carried out the emissions, it takes that much time. 特に、試料の導入と排出のためには、予備排気室を真空引きしたり空気をリークしたりする必要があり、これが大きな時間を要する一因となる。 In particular, for the discharge and the introduction of the sample, it is necessary or to leak air or vacuum preliminary exhaust chamber, and contribute to this requires significant time. 単位時間当たりに何枚のウエハを処理できるかというスループットを向上させるためには、 In order to improve the throughput of it can handle what wafers per unit time,
ウエハの処理そのものにかかる時間のみならず、ウエハの搬送や前処理にかかる時間などを実質的に短くする必要があるので、ウエハを真空装置に導入および排出する時間も可能な限り実質的に短くすることが要請される。 Not time according to the wafer processing itself alone, since the amount of time necessary for the transport and the pretreatment of the wafer substantially has to be shortened, wafer introduction and as much as possible time to substantially exhaust the vacuum apparatus short it is requested that.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体ウエハを真空を用いた表面処理装置や元素分析装置などの真空装置に導入・排出する場合の搬送に要する時間を実質的に短くし、ウエハ処理のスループットを向上させることを目的とする。 [0007] The present invention has been made in view of such circumstances, the time required for semiconductor wafer transport in the case of introducing and discharging into a vacuum device such as a surface treatment apparatus and elemental analyzer using a vacuum substantially shortened, and an object thereof to improve the throughput of wafer processing.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を解決するために、真空容器内で処理を行うためのウエハを大気中から真空容器内へ搬送するウエハ搬送装置において、ウエハの処理を行う真空容器と、前記ウエハを前記真空容器内に導入するための予備排気室と、この予備排気室内にウエハを同時に挟持できる2つ以上のチャックを備え、処理済みのウエハの前記真空容器から前記予備排気室への排出と、処理前のウエハの前記予備排気室から前記真空容器への導入を引き続いて行うことを特徴とする。 The present invention SUMMARY OF], in order to solve the problems described above, the wafer transfer device for transferring from the atmosphere into the vacuum chamber a wafer for processing in the vacuum vessel, the wafer processing a vacuum vessel to perform a preliminary evacuation chamber for introducing the wafers into the vacuum chamber comprises two or more chucks simultaneously clamping the wafer to the preliminary exhaust chamber, from the vacuum vessel of processed wafers and discharged to the preliminary exhaust chamber, and performing from the preliminary evacuation chamber of the pre-processed wafer is subsequently introduced into the vacuum vessel. 本発明のウエハ搬送装置は、予備排気室内に2 Wafer transfer apparatus of the present invention, 2 to the preliminary exhaust chamber
つまたはそれ以上のチャックを備えており、そのチャックにそれぞれ処理済みのウエハと処理前のウエハを同時に保持することができるから、真空容器内から処理済みのウエハを一つのチャックを使って排出し、それとは別のチャックに保持されている処理前のウエハを真空容器内に導入することを引き続いて行うことができる。 One or equipped with more chucks, since it is possible to simultaneously hold the respective processed wafer pretreatment of the wafer to the chuck, and discharged with a single chuck processed wafer from the vacuum vessel it and may be carried out subsequent to the introduction of a wafer before processing which is maintained in a separate chuck vacuum vessel. したがって、真空容器内で一つのウエハを処理している間に、既に処理したウエハを装置外部に排出したり次の処理すべきウエハを予備排気室まで導入して次の処理に備えることができ、ウエハ交換に要する時間を実質的に短くすることができる。 Thus, while processing a single wafer in a vacuum chamber, already treated wafer to be next treated or discharged to the outside of the device, a wafer is introduced to the preliminary exhaust chamber can be provided to the next processing , the time required for wafer replacement can be substantially shortened.

【0009】ここでいうウエハの処理としては、ウエハの表面処理や熱処理などの他に、ウエハそのものの元素分析やウエハに付着している異物の形態観察や元素の分析処理を含み、その他真空雰囲気内で行われるウエハ処理全般を含むものである。 [0009] As the processing of wafers referred to here, in addition to such surface treatment or heat treatment of the wafer, including the analysis process of morphological observation and element of the foreign matter adhering to the elemental analysis and the wafer of the wafer itself, other vacuum it is intended to include wafer general processing performed within.

【0010】 [0010]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。 It will be described with reference to the drawings an embodiment of the embodiment of the present invention. 図1は、真空中で試料の元素分析を行う電子線マイクロアナライザなどの元素分析装置に半導体ウエハを導入し、また排出するための搬送装置を側面から見た概略図で示している。 Figure 1 shows diagrammatically by introducing a semiconductor wafer into element analyzer such as an electron beam microanalyzer to perform elemental analysis of the sample, also viewed conveying device for discharging from the side in a vacuum. 分析装置本体は図1では真空容器として示されているが、この真空容器1は分析装置に限られず、半導体ウエハの表面処理などを行う装置であってもよいのはもちろんである。 Analyzer body is shown as the vacuum vessel 1, the vacuum container 1 is not limited to the analyzer, the may be an apparatus for performing such surface treatment of semiconductor wafers is a matter of course.

【0011】表面処理または分析などが行われる半導体ウエハは、ウエハカセット3に入れられて、分析装置の試料導入部近傍に運ばれてくる。 [0011] semiconductor wafer surface treatment or the analysis or the like is performed is placed in the wafer cassette 3, comes transported to the sample introduction portion near the analyzer. このウエハは分析装置に備えられた予備排気室2を通って分析装置本体である真空容器1に導入される。 The wafer is introduced into the vacuum chamber 1 is an analysis apparatus main body through a pre-evacuation chamber 2 provided in the analyzer. また、分析装置本体で分析が終わったウエハは、導入時とは逆向きのの経路を通って、真空容器1から予備排気室2を介してウエハカセット3に排出される。 The wafer that has completed the analysis in the analyzer body, through the path of the opposite direction from that at the time of introduction, and is discharged to the wafer cassette 3 via a pre-evacuation chamber 2 from the vacuum vessel 1. 予備排気室2には、装置外部の大気との間に第1ゲートバルブ(大気ゲートバルブ)V1 The preliminary exhaust chamber 2, the first gate valve between the atmosphere outside the apparatus (atmospheric gate valve) V1
と、真空容器1との間に第2ゲートバルブ(真空ゲートバルブ)V2が設けられており、この2つのゲートバルブはウエハの出し入れを行う扉(通路)であると同時に空気の遮断を行うバルブの役目も果たしている。 Valve for the, at the same time blocking of the air when the second has been a gate valve (vacuum gate valve) V2 is provided, the two gate valves are a door (passage) to perform out of the wafer between the vacuum vessel 1 also plays a role. また、 Also,
予備排気室2の中にはウエハを移動させるための搬送ロボット8が設置されているが、この搬送ロボット8にはウエハをつかむための第1チャック5と第2チャック7 While the transfer robot 8 for moving the wafer into the pre-evacuation chamber 2 is installed, the first chuck 5 for gripping a wafer in the transportation robot 8 second chuck 7
が備えられており、同時に2つのウエハをつかむことができる。 Are provided, it is possible to seize the two wafers simultaneously. 図1は、第1チャック5には第1ウエハ4、第2チャック7には第2ウエハ6がつかまれている様子を示している。 1, the first chuck 5 first wafer 4, the second chuck 7 shows a state in which grabbed the second wafer 6. 真空容器1内にはウエハをのせるための試料ステージが設けられており、搬送ロボット8によって運ばれてきたウエハはステージ側チャック9によって受け取られ、所定の分析位置にウエハを載置する。 The vacuum vessel 1 has a sample stage is provided for placing the wafer, the wafer that has been carried by the transport robot 8 is received by the stage-side chuck 9, mounting the wafer to a predetermined analysis position.

【0012】搬送ロボット8は、図1に矢印で示すように、第1チャック5と第2チャック7を、上下方向A、 [0012] transportation robot 8, as shown by the arrows in FIG. 1, the first chuck 5 and the second chuck 7, the vertical direction A,
前後方向B、回転Cのように動かすことができる。 Rear direction B, can be moved like a rotating C. 回転Cによってチャック5および7の向きをウエハカセット3の方向に向けたりステージ側チャック9の方向に向けたりすることができる。 Or it can direct the orientation of the chuck 5 and 7 by rotation C in the direction of the stage-side chuck 9 or the direction of the wafer cassette 3. そして上下方向Aの動きによって高さを合わせ、前後方向Bの方向にチャックをのばすことによってウエハをウエハカセット3などに差し込むことができる。 The combined height by the movement in the vertical direction A, can be inserted into the wafer like the wafer cassette 3 by extending the chuck in the direction of the longitudinal B. これらの動きによって分析すべきウエハをウエハカセット3から受け取り、ステージ側チャック9に渡すことができ、反対に、分析済みのウエハをステージ側チャック9から受け取り、ウエハカセット3に返すこともできる。 The wafer to be analyzed by these movements receive from the wafer cassette 3, can be passed to the stage side chuck 9, on the contrary, receive analysis wafers from the stage side chuck 9 can also be returned to the wafer cassette 3.

【0013】なお、図示はしていないが、真空容器1は拡散ポンプやターボ分子ポンプなどによって常時真空引きがなされており、予備排気室2にはロータリーポンプなどが接続されていて必要に応じて真空引きができるように構成され、真空度を測定する真空計も適宜設置されている。 [0013] Although not illustrated, the vacuum chamber 1 is made constant evacuation by a diffusion pump or turbomolecular pump, the pre-evacuation chamber 2 as needed is such a rotary pump is connected it is configured to allow evacuation are installed properly even vacuum gauge for measuring the vacuum degree.

【0014】次に、図2を参照しながらウエハカセット3から真空容器1内に出し入れする手順を説明する。 [0014] Next, a procedure of loading and unloading the wafer cassette 3 with reference to FIG. 2 the vacuum container 1. まず初めに真空ゲートバルブV2を閉め、予備排気室2に空気を導入する(S1)。 First close the vacuum gate valves V2, introducing air into the preliminary exhaust chamber 2 (S1). そして予備排気室2内の圧力が大気圧になってから大気ゲートバルブV1を開け、処理前のウエハ4をウエハカセット3から第1チャック5 The preliminary exhaust chamber pressure in 2 opens the atmospheric gate valve V1 from becoming an atmospheric pressure, the processing before the first chuck wafers 4 from the wafer cassette 3 5
に導入する(S4)。 It is introduced into (S4). このときは第1チャック5がウエハカセット3の方向に伸びてウエハをつかむようにする。 In this case so that the first chuck 5 gripping the wafer extending in the direction of the wafer cassette 3. その後、V1を閉め(S5)、予備排気室3を排気装置によって排気する(S6)。 Then, close the V1 (S5), it is exhausted by an exhaust device preliminary exhaust chamber 3 (S6). 予備排気室3が所定の真空度に達すると真空ゲートバルブV2を開け(S Opened vacuum gate valve V2 when the preliminary exhaust chamber 3 reaches a predetermined degree of vacuum (S
7)、真空容器1と予備排気室2を連通させる。 7), to communicate the vacuum chamber 1 and the preliminary exhaust chamber 2. そして処理済(分析済)ウエハ6を処理室(真空容器1)から第2チャック7に排出し(S8)、それに続いて第1チャック5に保持している処理前(分析前)のウエハ4を処理室(真空容器1)に導入する(S9)。 The discharged processed (analyzed-) the wafer 6 processing chamber from (vacuum container 1) to the second chuck 7 (S8), the wafer 4 of the first pre-processing that is held by the chuck 5 and subsequently (before analysis) It is introduced into the processing chamber (vacuum container 1) (S9). このウエハの搬送動作も、搬送ロボット8のチャック5または6の上下の動きAと前後の動きBを使って行うことができる。 Conveying operation of the wafer can also be performed using the up and down motion A and longitudinal movement B of the chuck 5 or 6 of the transfer robot 8.

【0015】その後、V2を閉めることによって真空容器1と予備排気室2を分離し、真空容器1の内部ではウエハに対する処理(分析)を進行させる(S19)。 [0015] Thereafter, to separate the vacuum chamber 1 and the preliminary exhaust chamber 2 by closing the V2, the interior of the vacuum vessel 1 to proceed processing (analysis) to the wafer (S19). 一方その間に、ウエハの搬送装置としては、予備排気室3 Meanwhile Meanwhile, the conveying device of the wafer, the preliminary exhaust chamber 3
に空気をリークして大気圧に戻し(S11)、V1を開いて(S12)予備排気室2と装置外部とを連通させる。 Leaking air returned to atmospheric pressure (S11), open the V1 (S12) communicating the preliminary exhaust chamber 2 and the outside of the apparatus in. そして処理済ウエハ6を第2チャック7からウエハカセット3に排出し(S13)、次に処理すべき処理前のウエハ4をウエハカセット3から第1チャック5へ導入する(S14)。 Then the processed wafer 6 is discharged from the second chuck 7 to the wafer cassette 3 (S13), and then to introduce the wafer 4 before processing to be processed from a wafer cassette 3 to the first chuck 5 (S14). そして次の処理に備えて、V1を閉じ(S15)、予備排気室2を排気しておく(S1 And in preparation for the next process, close the V1 (S15), keep evacuating the preliminary exhaust chamber 2 (S1
6)。 6). すなわち、装置本体(真空容器1)の中での処理を行っている間に、空気のリークや真空引きといった時間のかかる動作を含むウエハの交換、すなわち、予備排気室2への新たなウエハの導入を済ませておくので、処理全体から見るとウエハの交換に要する時間を実質的に短くすることができる。 That is, while performing the treatment in the apparatus main body (vacuum chamber 1), the exchange of the wafer comprises an act of consuming time such as air leaks or vacuum, i.e., a new wafer into the pre-evacuation chamber 2 since previously finished the introduction, when viewed from the overall processing time required for replacement of the wafer can be substantially shortened.

【0016】最後は、真空容器1内での処理(S19) [0016] Finally, the processing in the vacuum chamber 1 (S19)
が終わったかどうかを監視しながら(S17)、処理の終了まで待機する。 While monitoring whether or not finished (S17), and waits until the end of the process. これが一つのサイクルであるが、一つのウエハの処理が終わってS17をYes の方向に進むと、次のウエハの処理が残っているかを判断し(S1 This is one of the cycle, the process proceeds to S17 ends the processing of one wafer in the direction Yes, the judges whether the remaining processing of the next wafer (S1
8)、次のウエハが残っていればステップS7にもどってS17までの動作を繰り返す。 8), and repeats the operation until S17 back to step S7 if left next wafer. S18で全部のウエハの処理が終了したと判断されれば、予備排気室2からすべてのウエハを外部のウエハカセット3に排出するなどの終了処理を行ってすべての動作が終了となる。 If it is determined that the processing of all the wafers is completed in S18, all the operation is finished by performing end processing such as discharging all the wafers from the pre-evacuation chamber 2 to the outside of the wafer cassette 3.

【0017】 [0017]

【発明の効果】本発明のウエハ搬送装置は、真空容器内で一つのウエハを処理している間に既に処理したウエハを装置外部に排出したり、次に処理すべきウエハを予備排気室まで導入して次の処理に備えることができるので、ウエハ交換に要する時間を実質的に短くすることができる。 Effects of the Invention wafer transfer apparatus of the present invention, until the preliminary exhaust chamber already or discharged processed wafers to the outside of the apparatus, the next wafer to be processed while processing a single wafer in a vacuum chamber it is possible to include introduction to the next process, the time required for wafer replacement can be substantially shortened. したがって、ウエハ処理のスループットが向上するので装置全体のパフォーマンスを上げることができる。 Thus, since the throughput of the wafer processing is improved can increase the performance of the entire apparatus.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のウエハ搬送装置の概略側面図である。 1 is a schematic side view of the wafer transfer apparatus of the present invention.

【図2】本発明のウエハ搬送装置を使って、ウエハを真空容器内に出し入れする手順を説明するフローチャートである。 Using the wafer transfer device of the present invention; FIG is a flowchart illustrating a procedure for out in the vacuum chamber a wafer.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…真空容器 2…予備排気室 3…ウエハカセット 4…第1ウエハ 5…第1チャック 6…第2ウエハ 7…第2チャック 8…搬送ロボット 9…ステージ側チャック V1…第1ゲートバルブ V2…第2ゲートバルブ 1 ... vacuum vessel 2 ... preliminary evacuation chamber 3 ... wafer cassette 4 ... first wafer 5 ... first chuck 6 ... second wafer 7 ... second chuck 8 ... transfer robot 9 ... stage side chuck V1 ... first gate valve V2 ... the second gate valve

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 真空容器内で処理を行うためのウエハを大気中から真空容器内へ搬送するウエハ搬送装置において、ウエハの処理を行う真空容器と、前記ウエハを前記真空容器内に導入するための予備排気室と、この予備排気室内にウエハを同時に挟持できる2つ以上のチャックを備え、処理済みのウエハの前記真空容器から前記予備排気室への排出と、処理前のウエハの前記予備排気室から前記真空容器への導入を引き続いて行うことを特徴とするウエハ搬送装置。 1. A wafer transfer device for transferring into the vacuum chamber a wafer for processing in the vacuum vessel from the atmosphere, and a vacuum chamber for processing the wafer, for introducing the wafer into the vacuum chamber a preliminary evacuation chamber comprises two or more chucks simultaneously clamping the wafer to the preliminary exhaust chamber, and discharged from the vacuum vessel of the processed wafers to the preliminary exhaust chamber, processing the pre-evacuation of a wafer before wafer transfer device which is characterized in that subsequent to introduction into the vacuum vessel from the chamber.
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