JPH11329989A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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Publication number
JPH11329989A
JPH11329989A JP13935498A JP13935498A JPH11329989A JP H11329989 A JPH11329989 A JP H11329989A JP 13935498 A JP13935498 A JP 13935498A JP 13935498 A JP13935498 A JP 13935498A JP H11329989 A JPH11329989 A JP H11329989A
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JP
Japan
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boat
processing apparatus
wafer
processed
arm
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP13935498A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichiro Izumi
昭一郎 泉
Hiroshi Sekiyama
博史 関山
Masayuki Suzuki
雅行 鈴木
Koichi Noto
幸一 能戸
Kazuhiro Morimitsu
和広 盛満
Kazuo Kamemoto
一雄 亀本
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応管の位置と、ボートのウェーハ交換位置
とを柔軟に決定でき、レイアウトにおける横幅等を縮小
できる基板処理装置を提供する。 【解決手段】 この基板処理装置において、ボート搬送
機構13は、縦型半導体処理装置の反応炉20の直下の
第1の位置に配置された処理済みウェーハを収納するボ
ート11の下部を把持アーム16で把持することによ
り、反応炉エレベータ15からボートを受け取り、直線
移動させて中継点まで移動し、あるいは、中継点に配置
される処理待ちのウェーハを収納したボート10の下部
を把持して第1の位置に移動させ、反応炉エレベータに
引き渡す。ボート回転機構12は、回転アーム17の一
方に移載ユニット5からの処理待ちのウェーハを収納し
たボートを、他方にボート搬送機構からの処理済みのウ
ェーハを収納したボートをそれぞれ載せて、回転アーム
を回転させてこれらのボートを入れ替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体処理装置
に使用される基板処理装置に関し、特に、複数枚の処理
待ちのウェーハを収納したボートが縦型の反応炉の直下
の第1の位置に配置されると、前記ボートを反応炉エレ
ベータによって上昇させて前記反応炉内に配置し、前記
反応炉による処理の終了後は、前記反応炉エレベータに
よって前記ボートを前記反応炉から下降させて再び前記
第1の位置に配置する縦型半導体処理装置のために使用
され、前記第1の位置と、前記ボートに対するウェーハ
の移載のための第2の位置との間でボートを移動させる
基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、特開昭63−314843号公
報に開示されているこの種の半導体処理装置の従来例を
示す構成図である。この半導体処理装置100において
は、ウェーハCWを多数枚収納した台114の上に載せ
られたボート111が反応炉の反応管120の中に配置
され、反応管120において成膜処理等の所定の処理が
なされた後に、炉側昇降機構115によって、反応管1
20の直下の規定位置に下ろされる。他方、前のサイク
ルで処理済みのウェーハCWを収納したボート110は
台106に載せられている。ウェーハ立て替え機105
は、台106に載せられたボート110を昇降させる立
て替え機側昇降機109と協働して、ボート110に収
納されていた前サイクルにおいて処理済みのウェーハC
Wをボート110から適宜なカセット102に移載し、
カセット102に収納されている処理待ちのウェーハC
Wをボート110に移載することによって、ウェーハC
Wの置き換えを行い、置き換えの完了とともに、ボート
110を規定位置に配置する。
【0003】ボート110とボート111とがそれぞれ
の規定位置におかれると、ボート回転機構112は、回
転アーム117を回転軸PPの周りで水平に回転させ、
回転アーム117の両端に設けられたフック状のステー
ジ119をボート110,111の下部の括れ部分に係
合させ、ボート110とボート111との位置を互いに
入れ換えるように、回転アーム117をさらに180度
回転させる。したがって、ボート110は、ボート11
1があった反応管120の直下の台114の上に配置さ
れ、ボート111は、ボート110があった台106に
上に配置される。そこで、炉側昇降機構115は、台1
14を若干上昇させてボート110を支持し、ボート回
転機構112が回転アーム117のステージ119のボ
ート110への係合を解除すると、ボート110を反応
管120の中に処理のために配置する。他方、ボート1
11は、ウェーハ立て替え機105によってウェーハの
交換を受けることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
処理装置100においては、ボート回転機構112が回
転アーム117を回転軸PPの周りで水平に回転させ、
回転アーム117の両端に設けられたフック状のステー
ジ119を反応管120の直下にくるようにしているの
で、処理済みのウェーハCWを収納したボートと、処理
待ちのウェーハCWを収納したボートとを簡単に位置交
換できる。しかし、この場合、反応管120の中心位置
と、ボート回転機構112の回転軸PPの位置との関係
は、回転軸PPが台114(反応管120の底部の蓋部
としての役目も持っている)から離れた位置に配置しな
ければならず、ボートを載せたときの回転アーム117
の回転に関する最大直径はむやみに小さくはできない。
また、ボートの交換あるいはボート内のウェーハの交換
を反応管120の直下に関係なくレイアウトを自由に実
行したい場合に従来の構造では困難である。
【0005】例えば、図8のような設置平面において、
クリーンユニット等の装置201,202を反応管12
0の右側あるいは左側に配置したい場合が生ずる。この
場合、装置201,202の間が560mmに制限され
ているとともに、L1,L2,L3は、それぞれ350
mm,50mm,240mmである。したがって、R1
は、200mmであり、回転アーム117の回転による
回転直径は(R1+120mm)×2であることから6
40mmである。このことにより、図9に示されるよう
に、ボート110,111が装置201,202と重な
り、それらと突き当たることとなる。
【0006】この発明は、このような問題を解決するた
めに、反応管の位置と、ボートに収納するウェーハの交
換位置との関係をもっと柔軟に決定でき、例えば、レイ
アウトにおける横幅を狭くできるような基板処理装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、この発明は、複数枚のウェーハを収納したボー
トを縦型反応炉に対して搭載/搬出するための前記縦型
反応炉の直下の第1の位置と、前記ボートに対するウェ
ーハ移載のための第2の位置との間で前記ボートを移動
させる基板処理装置において、前記ボートを前記第1の
位置と中継点との間で水平直線的に移動させるボート搬
送機構と、前記ボートを前記中継点と前記第2の位置と
の間で水平旋回移動させるボート回転機構とを有する。
【0008】また、この発明は、複数枚の処理待ちのウ
ェーハを収納したボートが縦型の反応炉の直下の第1の
位置に配置されると、前記ボートを反応炉エレベータに
よって上昇させて前記反応炉内に配置し、前記反応炉に
よる処理の終了後は、前記反応炉エレベータによって前
記ボートを前記反応炉から下降させて再び前記第1の位
置に配置する縦型半導体処理装置のために使用され、前
記第1の位置と、前記ボートに対するウェーハの移載の
ための第2の位置との間においてボートを移動させる基
板処理装置において、前記ボートの下部を把持あるいは
その把持を解除できる把持アームを具備し、前記第1の
位置に配置された前記ボートの下部を前記把持アームに
よって把持して前記反応炉エレベータから前記ボートを
受け取り、前記ボートを直線移動させて中継点まで移動
し、あるいは、前記中継点に配置されるボートの下部を
把持して前記第1の位置に移動させて、前記ボートを前
記反応炉エレベータに引き渡すボート搬送機構と、ボー
トを立てて支持できるボート支持手段を両端に備えた回
転アームを含み、前記回転アームをそれの中心軸の周り
に水平に回転させるとともに、前記ボート支持手段を前
記中継点と前記第2の位置に停止でき、前記中継点にお
いては、前記支持手段と、前記ボート搬送機構の前記把
持アームとの間で、ボートの授受を行うボート回転機構
とを有するようにされていてもよい。
【0009】さらに、この発明は、複数枚の処理待ちの
ウェーハを収納したボートが縦型の反応炉の直下の第1
の位置に配置されると、前記ボートを反応炉エレベータ
によって上昇させて前記反応炉内に配置し、前記反応炉
による処理の終了後は、前記反応炉エレベータによって
前記ボートを前記反応炉から下降させて再び前記第1の
位置に配置する縦型半導体処理装置のために使用され、
前記第1の位置と、前記ボートに対するウェーハの移載
のための第2または第3の位置との間においてボートを
移動させる基板処理装置において、前記反応炉の直下か
ら離れたところに配置され、前記反応炉に対向する側に
回転中心をもつ円周に沿って水平に移動できるプレート
状の円周スライドプレートと、前記ボートの下部を把持
することができ、あるいは、その把持を解除でき、か
つ、一定の距離をおいてそれぞれがボートを円周スライ
ドプレートの上で把持できるように、前記円周スライド
プレートの上に組み付けられた第1,第2の把持アーム
であって、前記第1,第2の把持アームの一方が前記第
2または第3の位置に移動されるとき、他方は、把持し
ているボートを前記第1の位置に移動し、あるいは、前
記第1の位置から前記円周スライドプレートの上に移動
できるように関係付けられている第1,第2の把持アー
ムとを有するようにされていてもよい。
【0010】このような構成によれば、ボート搬送機構
によってボートを縦型反応炉の直下の第1の位置から縦
型反応炉の直下以外の中継点に移動し、ボート回転機構
によってそのボートを中継点からウェーハ移載のための
第2の位置に移動できるとともに、この逆方向の移動も
可能であるので、ウェーハ移載のためにボートの水平回
転を縦型反応炉の直下から開始する必要が無く反応炉直
下においてスペースをあまり必要としない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図1は、この発明に
係わる基板処理装置の第1の実施の形態が使用されてい
る半導体処理装置を示す構成図、図2は、図1の半導体
処理装置を上から見た拡大平面図、図3は、図1の半導
体処理装置に用いられた基板処理装置を拡大して示す構
成図である。なお、図1においては、ボートが3台表示
されているが、これはボートの移動を説明するために表
示したもので、実際には2台のボートが配置されている
のであって、一台のボートがボート回転機構の上にあ
り、他の一台はボート搬送機構ないし反応炉内にある
か、両方のボートがボート回転機構の上にあるかであ
る。
【0012】複数枚のウェーハCWがウェーハカセット
2(以降、カセット2と記す)に収納されて、カセット
ステージ3に供給される。カセットステージ3に供給さ
れたカセット2は、カセット回転機構(不図示)によっ
て、図1の矢印RRのように、収納しているウェーハC
Wが水平に保持されるように90°回転される。カセッ
ト棚4は、カセットステージ3を介して半導体処理装置
1と外部の装置との間で授受されるカセット2を一時的
に保管できるように適宜な数だけ設けられている。第1
のエレベータ9は、フィンガ部7と移載ハンド8とを具
備する移載ユニット5を上下に駆動する。移載ユニット
5は、矢印RPによって示されるように、第1のエレベ
ータ9によって上下に移動されるとともに、ウェーハ移
載のためにフィンガ部7を前後に往復動させ、左右に旋
回させることができる。
【0013】移載ユニット5は、フィンガ部7と移載ハ
ンド8とを駆動して、カセットステージ3を介して供給
されカセット回転機構によって回転されたカセット2を
適宜にカセット棚4に保管する。また、移載ユニット5
は、保管したカセット2から必要なウェーハCWを取り
出し、ボート、例えばボート10に移載する。また、ボ
ート10のウェーハCWが処理済みでカセット2へ戻す
べきであるときは、逆にボート10のウェーハCWを適
宜なカセット2に収納する。ボート回転機構12は、最
上部に取り付けられた回転アーム17を必要に応じて所
定の角度(この例では、180度)ずつ水平に回転させ
る。回転アーム17の回転中心から等距離の両端にはボ
ート搭載用テーブル18,19が取り付けられている。
【0014】例えば、図1に示されるように、移載ユニ
ット側にテーブル19が反対側にテーブル18が設定さ
れている場合、処理済みのウェーハCWの収納されたボ
ートがテーブル18に搭載され、処理待ちのウェーハC
Wの収納されたボートがテーブル19に搭載されている
ものとする。ボート回転機構12は、回転アーム17を
矢印RQに示されるように180度水平に回転させ、テ
ーブル18,19の位置を逆転させる。ボート搬送機構
13は、ボート搬送機構側に逆転配置されたテーブル1
9に向けて把持アーム16を矢印DDに示されるように
移動させ、把持アーム16の先端部分をテーブル19の
上のボートの下部に係合させる。この場合、把持アーム
16の移動は、図3に示したようにアーム移動用ねじ1
6aを設け、これをモータ(不図示)で回転駆動して把
持アーム16を移動するのが好ましいが、直線的なギヤ
への回転ギヤの噛み合いによる移動でもよい。
【0015】把持アーム16とボートの下部とが係合す
ると、ボート回転機構12は、矢印RQに示されるよう
に若干下降させられ、テーブル19とボートとは、切り
離される。そこで、ボート搬送機構13は、ボートを把
持アーム16で把持した状態で、ボートを反応炉20の
直下の受け台14の上まで移動させる。受け台14が第
2のエレベータ15によって若干上昇されると、ボート
下部は、把持アーム16との係合が解除可能となり、ボ
ート搬送機構13は、把持アーム16を受け台14の上
から退避させる。第2のエレベータ15は、受け台14
の上のボート11を上昇させて反応炉20の中に設置す
る。反応炉20では、ボートに搭載されたウェーハCW
に対する所定の処理が実行される。
【0016】この間、移載ユニット側に逆転配置された
テーブル18の上のボートに対しては、反応炉側の動作
と同時進行的に、移載ユニット5によるウェーハCWの
入れ替えが実行される。すなわち、移載ユニット5は、
第1のエレベータ9と協働して、ボートに収納されてい
る処理済みのウェーハCWをカセット棚4のカセット2
へ移載するとともに、次のサイクルにおいて反応炉20
で処理すべきウェーハCWをカセット棚4のカセット2
からボートに移載し、次のボート交換に備える。また、
処理済みのウェーハCWを収納したカセット2は、必要
があれば、適宜にカセットステージ3を経由して外部の
装置に引き渡される。
【0017】反応炉20におけるボートに搭載されたウ
ェーハCWの所定の処理が終了すると、第2のエレベー
タ15は、処理済みのウェーハCWを収納しているボー
トを反応炉20の直下に下ろす。そこで、ボート搬送機
構13は、反応炉20の直下にあるボートの下部に把持
アーム16を係合させる。第2のエレベータ15が若干
下降して、ボートの底面が受け台14と係合しなくなる
と、ボート搬送機構13は、矢印DDで示されるよう
に、処理済みのウェーハCWを収納したボートを平行移
動させ、ボート搬送機構側に逆転配置されているテーブ
ル19の上に停止させる。
【0018】処理済みのウェーハCWを収納したボート
が逆転配置されているテーブル19の上で停止される
と、ボート回転機構12が若干上昇してボートをテーブ
ル19の上に支持する。そこで、ボート搬送機構13
は、把持アーム16をボートの下部から外し、ボート回
転機構12の回転アーム17の回転の妨害にならないよ
うに後退し、ボート回転機構12は、回転アーム17を
180度回転させる。したがって、テーブル18,19
は、図1で示される元の位置に戻ってくる。このよう
に、元の位置に戻ってきたテーブル18の上には、処理
待ちのウェーハCWが収納されたボートが搭載されてお
り、テーブル19の上には、処理済みのウェーハCWが
収納されたボートが搭載されていることになる。そこ
で、先に説明したと同様なプロセスが繰り返されること
となる。すなわち、テーブル18の上のボートは、反応
炉20に向けて搬送され、テーブル19の上のボートの
処理済みのウェーハCWは、カセット棚4のカセット2
の中の処理待ちのウェーハCWと入れ替えられる。
【0019】次に、この発明に係わる基板処理装置の第
2の実施の形態について図4ないし図7を参照して説明
する。図4は、この基板処理装置のボートスライドテー
ブルと、それの把持アームに2つのボートが把持されて
いるところを示す外観図、図5は、図4のボートが反応
炉の直下に配置されるのを説明する図、図6(a)は、
図4の基板処理装置の各部の移動位置を示す平面図であ
り、図6(b)は、図6(a)の正面図である。なお、
図6(a)および図6(b)の場合、ボートスライドテ
ーブル40の周囲の寸法が分かるように実際の概略の寸
法をmm単位で記載してある。
【0020】図4の基板処理装置は、ボートスライドテ
ーブル40とそれを制御する制御部(不図示)とから構
成されている。ボートスライドテーブル40の把持アー
ム56,66は、先端がボート50,51の下部を把持
できるように2又のフォーク形状を有し、それぞれアー
ムプレート57,67の上に組み付けられている。把持
アーム56,66は、アームプレート57,67に配置
されたねじ(不図示)と噛み合っており、モータ58,
68によってねじが回転されると、その回転方向によっ
て矢印D1,D2に沿って把持アーム56,66を前方
または後方にスライドさせる。把持アーム56,66
と、アームプレート57,67と、モータ58,68と
は、円周スライドプレート54の上に組み付けられてい
る。円周スライドプレート54は、円弧プレート形状を
しており、回転中心Oから所定の距離にある円周に沿っ
て配置された円弧プレート形状の円周ベースプレート5
5の上に配置されている。円周スライドプレート54
は、モータ53に駆動され、矢印RZに沿って円周ベー
スプレート55の上をスライドしつつ回転中心Oの周り
を回転する。
【0021】ボートスライドテーブル40は、把持アー
ム56,66の何れか、例えば、把持アーム56によっ
て処理待ちのウェーハを収納したボート50を反応炉7
0に入れようとする場合、モータ53を駆動して、円周
スライドプレート54を矢印RZの方向に図6の位置P
2まで移動し、把持アーム56を反応炉70の直下に向
くようにする。次に、図5のように、モータ58によっ
て把持アーム56を反応炉70の直下に向けて前方に繰
り出し、ボート50を反応炉70の直下の図6の位置P
1に停止させる。ボート50が反応炉70の直下の位置
P1に停止されると、反応炉エレベータは、下方からシ
ールキャップ64を上昇させ、図5に示されるように把
持アーム56の上のボート50をシールキャップ64の
上面によって支持する。そこで、ボートスライドテーブ
ル40は、把持アーム56がシールキャップ64の上昇
を妨害しないように、把持アーム56とボート50との
係合を解除して把持アーム56を円周スライドプレート
54の上の位置P2に後退させる。
【0022】把持アーム56が円周スライドプレート5
4の方向に後退すると、反応炉エレベータは、シールキ
ャップ64とボート50とを上昇させ、ボートを反応炉
70の中に配置するとともに、シールキャップ64およ
びそれに取り付けられたOリングによって反応炉70を
シールし、反応炉内で成膜等の処理が実行されるように
する。反応炉内の処理が終了した後においては、これら
の工程の逆に進み、ボート50は、反応炉エレベータの
操作部先端52の上のシールキャップ64に載せられて
反応炉70の外に取り出され、再び位置P1に繰り出さ
れたボートスライドテーブル40の把持アーム56の上
に引き渡される。他方、位置P3におけるボート51の
処理済みのウェーハは、ウェーハ移載ユニットによって
処理待ちのウェーハと入れ替えられている。
【0023】そこで、ボートスライドテーブル40は、
把持アーム56を円周スライドプレート54の上に後退
させ、反応炉エレベータから受け取ったボート50を位
置P2に設定する。その後、モータ53を駆動して、円
周スライドプレート54を矢印RZの方向に移動し、ボ
ート50,51がそれぞれ位置P4,P2にくるように
する。位置P2に到来したボート51については、ボー
ト50に対するのと同様に処理する。位置P4に到来し
たボート51については、ウェーハ移載ユニットが処理
済みのウェーハを処理待ちのウェーハと入れ替える。
【0024】ボート51が処理終了後に位置P2に戻っ
てくると、再び、モータ53を駆動して、ボート50,
51がそれぞれ位置P2,P3にくるようにする。位置
P2に到来したボート50については、前のサイクルと
同様に処理する。位置P3に到来したボート51につい
ては、ウェーハ移載ユニットが処理済みのウェーハを処
理待ちのウェーハと入れ替える。図4ないし図6で示さ
れた例においては、反応炉の直下からボートを適宜な位
置に自由に移動できるのでレイアウトが容易であり、ボ
ート回転機構を反応炉直下で使用しないので反応炉の前
後にスペースを作ることができ、横幅を狭くしたい場合
のレイアウトに好適である。また、位置P2と、位置P
3,P4との間にボート転倒防止板を配置すれば、移動
に伴うボートの転倒を防止できる。
【0025】
【発明の効果】以上、詳述したように、この発明に係わ
る基板処理装置は、複数枚のウェーハを収納したボート
を縦型反応炉に対して搭載/搬出するための前記縦型反
応炉の直下の第1の位置と、前記ボートに対するウェー
ハ移載のための第2の位置との間で前記ボートを移動さ
せるために、前記ボートを前記第1の位置と中継点との
間で水平直線的に移動させるボート搬送機構と、前記ボ
ートを前記中継点と前記第2の位置との間で水平旋回移
動させるボート回転機構とを有するので、ボートを縦型
反応炉の直下の第1の位置から縦型反応炉の直下以外の
中継点に移動した後に、そのボートを中継点からウェー
ハ移載のための第2の位置に移動できるとともに、この
逆方向の移動も可能であることから、ウェーハ移載のた
めにボートの水平回転を縦型反応炉の直下から開始する
必要が無く反応炉直下においてスペースをあまり必要と
せず、したがって、縦型半導体処理装置のレイアウトを
柔軟に決定でき、例えば、縦型半導体処理装置の横幅を
狭めることが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる基板処理装置の第1の実施の
形態が使用されている半導体処理装置を示す構成図であ
る。
【図2】図1の半導体処理装置を上から見た拡大平面図
である。
【図3】図1の半導体処理装置に用いられた第1の実施
の形態の基板処理装置を拡大して示す構成図である。
【図4】この発明に係わる基板処理装置の第2の実施の
形態のボートスライドテーブルと、それの把持アームに
2つのボートが把持されているところを示す外観図であ
る。
【図5】図4のボートが反応炉の直下に配置されるのを
説明する図である。
【図6】(a)は図4の基板処理装置の各部の移動位置
を示す平面図、(b)は(a)の正面図である。
【図7】従来の基板処理装置が使用されている半導体処
理装置を示す構成図である。
【図8】半導体処理装置に従来の基板処理装置が使用さ
れた場合の問題点を説明するための平面図である。
【図9】半導体処理装置に従来の基板処理装置が使用さ
れた場合の問題点を説明するための平面図である。
【符号の説明】
1 半導体処理装置 2 カセット 3 カセットステージ 4 カセット棚 5 移載ユニット 7 フィンガ部 8 移載ハンド 9 第1のエレベータ 10,11,50,51 ボート 12 ボート回転機構 13 ボート搬送機構 14 受け台 15 第2のエレベータ 16,56,66 把持アーム 16a アーム移動用ねじ 17 回転アーム 18,19 ボート搭載用テーブル 20,70 反応炉 40 ボートスライドテーブル 52 反応炉エレベータの操作部先端 53,58,68 モータ 54 円周スライドプレート 55 円周ベースプレート 57、67 アームプレート 64 シールキャップ CW ウェーハ RR,RP,RQ,DD,D1,D2,RZ 矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能戸 幸一 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 (72)発明者 盛満 和広 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 亀本 一雄 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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚のウェーハを収納したボートを縦
    型反応炉に対して搭載/搬出するための前記縦型反応炉
    の直下の第1の位置と、前記ボートに対するウェーハ移
    載のための第2の位置との間で前記ボートを移動させる
    基板処理装置において、 前記ボートを前記第1の位置と中継点との間で水平直線
    的に移動させるボート搬送機構と、 前記ボートを前記中継点と前記第2の位置との間で水平
    旋回移動させるボート回転機構とを有することを特徴と
    する基板処理装置。
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