JPS6236229A - ウエハ処理装置 - Google Patents

ウエハ処理装置

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JPS6236229A
JPS6236229A JP60173139A JP17313985A JPS6236229A JP S6236229 A JPS6236229 A JP S6236229A JP 60173139 A JP60173139 A JP 60173139A JP 17313985 A JP17313985 A JP 17313985A JP S6236229 A JPS6236229 A JP S6236229A
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JP
Japan
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wafer
wafers
cassette
finger
wafer cassette
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JP60173139A
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English (en)
Inventor
Teruya Sato
光弥 佐藤
Ryozo Hiraga
平賀 亮三
Mitsuaki Seki
関 光明
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [分 野] 本発明は、高密度集積回路製造用のウェハのα理即ち回
路焼付、表面検査、チップ動作試験等に用いるウェハ処
理装置に関する。
[従来技術] 従来この種の装置においては、そのfi密度、生産性及
び占有面積等に難点が存し、特にウェハの取出し及び収
納の際の処理速度が遅かった。
[目 的] 本発明は上記難点を解消し、超精密性、高生産性及び小
型化等の特徴を備え、特にウェハの取出し及び収納の際
の処理速度を向上させたウェハ処理装置を提供すること
を目的とする。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例に係るウエハプローバの全体
概略図を示す。同図において、WKl 。
WK4はウェハWFを多数枚収納する4個のウエハカセ
ッ1〜で、各々開口部を対向させて2段に積層する。W
KDl、WKD2は各2段のウェハカセットを支持板K
Sを介し連動して各々上下動させるための駆動部、FG
はウェハ搭載用のフィンガ、AMl 、AM2はアーム
である。G1 、 G2 。
G3は軸で、アームAMI 、AM2及びフィンガFG
が伸縮自在に移動可能の如く構成される。ADは前記ア
ーム及びフィンガを伸縮自在に移動するための駆動部で
ある。また、この駆動部ADは前記アーム及びフィンガ
を搭載して上下移動及び回UJ自在に構成されている。
ウェハカセットWKからアームΔMl 、AM2及びフ
ィンガFGによって搬出されたウェハWFはセンタリン
グハンドCHによって中心出しされXYステージST上
のウェハチャックWC上に移される。移されたウェハW
Fは静電容】型センサQSに、よって再位置決めされる
。またこのときテレビ(丁v)゛カメラTVK及びテレ
ビモニタTVDに゛よって目視手動または自動位置決め
される。
センタリングハンドCHによりウェハチャックWCに正
確に位置決めされたウェハWFはXYステージSTの移
動により顕微鏡OPの真下に設定され、目視観察または
自動によるウェハWF上のチップ端子と不図示のプロー
ブ端子との位置合じが行なわれる。その後所定の・チッ
プテスト動作が行なわれ、テ・スト終了後ウェハWFは
フィンガFG1アームAM1 、AM2によりウェハカ
レットWKの元の位置に戻される。以・上の動作を繰り
返すことににリウエハカセットWK内の各ウニ[八!F
について順次チップテスト動作が行なわれる。
第2.第3図は第1図の要部側面図及び上面図で、ウェ
ハカセットWKからのウェハWFの取出し及び収納の様
子を示す図である。但し、フィンガFG及びアームAM
1.AM2は第1図に対し時計回り方向に90°回転し
ている。同図において、例えばウェハカセットWK4は
ウェハカセットW11と共にウニ八カセット駆動部WK
D2により所定のウェハ引渡し及び回収位置まで上界さ
れる。
フィンガFG及びアームAM1 、AM2はアーム伸縮
駆動部ADに内臓されたパルスモータSMにより伸縮し
てウェハW1:1〜WF4等の取出しまたは収納を行な
う。アーム伸縮駆動部ADは昇降機構HDの可動板EB
により基台KOと共に上下動され、ウェハWF1〜WF
4等の中から特定のウェハの選択を行なう。MOはアー
ム伸縮駆動部ADを基台KDごと回転させるための回転
駆動部で、ウェハカセットWKとウニ゛ハチャックWC
間のウェハ搬送動作を行なう。     □LZは半導
体レーザ源、HMは半導体レーザ源LZからのレーザ光
しWをウェハカセット側へ向けて照射するハーフミラ−
°で、ウェハカセット外端に設けられた全反射ミラーF
M(FMRまたはFML)で反射したレーザ光[Wを透
痛させ半導体レーザセンサPSに伝達する。保護ケース
SB内の半導体レーザセンサPSはこの反射レーザ光を
検出する。
この装置は、上記の如く構成されているため、ウェハW
Fの現在位置を確実に知ることができ、フィンガFGと
ウェハWFの衝突等の誤動作を防止することができる。
また、光源として半導体レーザ源を用いたので発光ダイ
オード等に比べてウェハ位置検出精度は格段に向上する
。さらに、駆動部ADの回転に応じtレーデ光を遮断で
きるので安全に操作できる。即ちレーザ光遮断板しSが
板EBと一体化され、かつ板LSには孔L1−1が設け
られ、第2図の位置でシー1ア光は孔LHを貫通し、第
1図の位置では孔がないため遮断される。
これにより必要位置のみレーザ光が出射され、不要の位
置では出射しないので、保守点検時の安全性が確保され
好ましい。
さらに、半導体レーザ源LZは第2図の如く光の出射方
向を上方に向けるように配置したので、@長形状の半導
□体し−ザ源及びレーザ有無検出機構LDが駆動部AD
内に効率良く収納され、アーム伸縮用のパルスモータS
Mどの共存が可能になり好ましい。またハーフミラ−H
M、半導体装置ザセンサPSは第2,3図の如くフィン
ガFGの伸びる方向とは反対側の位置に配置する。これ
によりセンサPSの光路がアームにより遮断されること
なくかつアームの伸縮にも妨害にならず好ましい。この
伸縮アームにはウェハ吸引用の真空チューブTUが貫通
、溝嵌入、接着等の方法により沿わせられる。これによ
り移動範囲の大ぎいアームとチューブが連動して動き回
るのでチューブとアームがからみ合うこともなくまた全
体スペースも小型に構成づることができる。
第2図においてKS4 U、KS4 Lは各々ウェハの
最上(下)位置情報発生手段で例えば突起から成り、昇
降機構HD内のLE、Pi−1は各々可動板EBの位置
を検出し、ウェハ引渡しまたは回収位置を定める発受光
素子である。
フィンガFGは、第4図A、B、Cに示す如く上下2枚
の板FGU、FGLの張り合せの簡易な構成で成る。上
板FGUには貫通孔U1〜U10が設(プられ、下板F
GLには溝11.貫通孔L2〜L7が設けられる。そし
て溝L1と孔Ul、、U2U3とで真空吸引室が形成さ
れる。即ち、溝L1は孔IJ10、チューブホルダーT
Hを介してチューブTUが接続され排気される。第4図
Bの如く形成される吸引室内の上部にウェハが載置され
るとウェハを吸引して密室となりウェハ吸着が行なわれ
る。また、孔U8.U9.L6.L7等には第4図Cの
如くビンSR,SLが嵌合される。ビンSR,SLは第
3図の如くウェハWFの端面を位貿決めするための位置
部材で、4インチ、6インチ、8インチ等の直径の異な
るウェハに対して孔tJ4 、 U6 、 LJ8の、
いずれかを選択してビンS l−を嵌合させる。ビンS
Rも同様に孔us 、 LJ7 。
U9を選択して嵌合させる。これにより直径の異なるウ
ェハに対して最適にビン位置を定めることができ好まし
い。
上段のウェハカレットWK1 、WK3は第2図の如く
例えば支持板KS3 、に33 Bが外方に折曲げ自在
に構成される。これにより下段のカセットWK2 、W
K4の交換動作が容易となり好ましい。なお、カセット
後方のミラーFMは上下2枚設ける必要はなく、ウェハ
取出し及び収納位置(第1図カセット上段の位置)に対
応した位置に中−カセットに対応した長さのミラーを1
枚だけ備えれば良い。
前iffのセンサPSはウェハカセット識別コード情報
KC3、に04等も読取らせることができる。
即ちKO2、KO2等は論理rIJ、rOJを表わすシ
ードから成り、これをセンサSPが上下及びまたは水平
方向に移動してに03等のコード情報を読取り、これに
J:リカセット識別番号を知ることができる。
第一5図は回路焼付、検査等に用いられるウェハW「の
−例を示す。同図において、WCNはウェハを識別ず、
るコード情報で、ウェハ番号、ウェハカセット番号、ロ
ット番号等°が準備される。この情報の♂込にはレチク
ル原板からの露光焼付、レーザ焼付、インク等種々用い
られ、この情報の読取りには第1図のテレビカメラTV
Kが用いられる。CHPは検査される回路チップ領域を
示す。
第6図はウェハカセットWKの開口・部を見た正面図で
、第5図のウェハWFが例えば25枚収納される様子を
示す。ここでウェハWF2 、WF3はウェハの種々の
処理により弧状に変形した場合を強調して示しである。
このようにウェハは厳密には平面性を失なっているのが
一般的と見なされるので、ウェハの取出し等の際フィン
ガFGの突入位置には細心の注意を払う必要がある。そ
こでフィンガの出入動作の前に予め各ウェハの位置を正
確に検出し、かつフィンガFGの最安全突入位置即ち各
ウェハ間の中心位置P1〜P26等を算出しておけば良
い。
第7図Aはそのための制御ブロック図、第8図はその制
御手順を示すフローチャートで第1,7図のリードオン
リーメモリROMにマイクロ命令として格納されている
もので、以下この手順に従って動作を説明する。ステッ
プSA1ではまずウェハ位置検出手段例えばレーザセン
サPSが工時を始め、例えば第6図の最上位置信号発生
器KS4Uを検出したときからウェハ位置検出を開始す
る。センサPSが最初のウェハWF25を検出した段階
で最初の距離d2Bが決定され、°同様に2枚目のウェ
ハWF24を検出した段階で距l11d25が、決定さ
れ、以下同様に最下部のdlまで検出する。
このときセンサPSを一定の速度即ちセンサPSの応答
速度以下の一定速度で上昇させても良いが、これにより
全体検出速度の低下は免れ得ない。
そこで第6図及び第7図Bの波形Aとして示す如(ウェ
ハの存在しない位置ではセンサPSを高速に下降させ、
ウェハの存在する位置では低速で移動させれば良い。そ
のため、第7図AのROMの一部に標準的ウェハカセッ
トにおける各ウェハの位置D1〜D26を予め記憶させ
ておき、この記憶内容に従って動作III御させれば良
い。即ち、まず、ROMのアドレスAD1から標準の位
置情報D26をマイクロプロセッサMPUが取り込み、
この情報を基に例えば第7図Bのパルス列DMを決定す
る。この駆動パルス列DMの各パルスのパルス幅T1〜
T10はROMの不図示の部分にテーブル形式で記憶さ
れており、まずT1に対応する2進化された時間情報が
MPUの1IlIIIlによってダウンカウンタDKに
格納される。同時に7リツプフロツプFFがセットされ
、またモータドライブ回路MDが動作する。モータドラ
イブ回路MD内には4進カウンタが内蔵さりており、そ
の最初の出力によりアンドゲートA1が開き、最初の駆
動パルス(T1)によりパルスモータPMが起動を始め
るダウンカウンタDKは発振器O8Cの発振パルスに応
答して減算を始め、その値が特定値例えばOになると特
定値デコーダ例えばOデコーダDCがこれを検出してフ
リップ70ツブFFをリセットする。これに゛より駆−
動バルスT1が終了する。以下同様にアンドゲートA2
 、A3 、A4が順次間いてパルス幅T1による駆動
が終了する。
次にパルス幅T2に対応する時間情報がダウンカウンタ
DKに格納され上記と同様の作動を行なう。以下第7図
8に示す如<T3.T4と次第にパルス幅は短かくなっ
ていきセンサPSの下降速度は次第に増し、パルス幅T
4の繰り返し駆動時期になると一定の高速度で下降する
。さらに、第6図に示す最初のウェハWF25の近辺に
近づくと第7図Bに示すパルス幅がT5 、T6と次第
に長くなり、センサPSは減速されながら下降を続け、
ウェハW F 25の存在位置付近にセンサPSが到達
するとセンサPSがレニザ反射光を検出するに十分な一
定の低速度で下降する。このときはパルス幅T7の駆動
パルスでパルスモータPMが駆動される。ウェハWF1
の位置検出が終了するとパルス幅T8 、 T9 、 
TIOのように次第に短かくなり、センサPSの下降速
度は次第に増し、前同様に一定の高速で下降を続け、所
定凶下降したら第7図AのROMの第2のアドレスAD
2を指定し、位l!!青報[)mを取り出す。この位置
情報Dmはウェハの間隔で表わすと標準位置情報D25
〜D2が共通となり、位置情報Dmのデータ領域はアド
レスAD2の11地だけで十分である。以下、D2まで
前記同様の作動を位置情報[)mに従うて繰り返し、最
後にROMのアドレスAD3を指定し、最下部の位置情
報D1に従って前記同様の作動を行ない、センサPSが
最下位置信号発生器KS4 Lを検出して下降を停止す
る。このようにして各ウェハの実際の位置を検出するの
で次からの本格的なウェハ取出し及び収納が極めて正確
となる。また、このウェハ位置検出時に実際にウェハが
存在していないことを検出したらRAMにその旨を書き
込んでおく、このウェハ有無情報(1,0>をウェハ位
置情報と共にRAMに書き込んでおくとウェハの存在し
ない位置を高速にスキップさせ得るので便利である。ま
た大きさの異なる他のウェハカセットの標準位置情報も
ROMのアドレスAD4〜AD6に格納しておき、選択
使用すればさらに好ましい。
次いでステップSA2では、検出した各ウェハ間の中心
位[d1/2〜d 2G/ 2をマイクロプロセッサM
r’LJが惇出し、8値を第7図AのRAMに図示の如
く記憶させる。次いでウェハWF1の取出しのためにフ
ィンガFGを現在位置(最下位点)からステップSA2
で算出したd1/2の位置まで上昇させる(ステップS
A3 )。これにより第6図の最安全点P1にフィンガ
FGを位置させることができる。この位置での停止には
第7図Aの目標値格納レジスタOR、アップカウンタU
K1両者の一致回路COが用いられる。第6図の波形B
は、この時のフィンガFGの上昇速度曲線を示す。
この地点PIFアームAM1 、AM2を伸長させてフ
ィンガFGをウェハカセットWKに挿入(ステップSA
4 )させ、ざらに昇降機構1−10を駆動してフィン
ガFGをd1/2だけ上昇(ステップSA5 )さける
。これでフィンガFGの上面がウェハWFIの下面に接
触することができるので、前述の真空吸引i構がオンと
なって作動し、フィンガFGがウェハWF1を吸着(ス
テップ5A6)する。その後フィンガFGを、ざらにd
2/2だけ上界(ステップSA7 )L、次いでウェハ
WF1を吸着したままウェハカセットWKから用法(ス
テップ5A8)<。続いてアーム伸縮駆動部ADを駆動
部MOにより90°回転してフィンガFGをXYステー
ジSTに正対させ、アームAMl、ΔM2を伸長してウ
ェハWF1をフィンガFGからセンタリングハンドCH
に引渡(ステップSA9 )す。ウェハWF1は、セン
タリングハンドCHからさらにXYステージSTに引渡
(ステップS A 10)され、回路焼付、検査等の処
理(ステップ5A11)が行なわれる。
処理が終了すると処理済みウェハWF1はXYステージ
STからセンタリングハンドCHを介してフィンガFG
に回収され、再び吸着(ステップ5A12.13)され
る。次にアームAM1 、AM2を収縮及び回動し、ウ
ェハWFIの収納のためにフィンガFGを現在位置(最
上位点)から第6図のdl +d2°/2の一位置即ち
安全点P2まで下降(ステップS A 14)させる。
この位置P2にてアームAM1 、AM2を伸長しフィ
ンガFGをウェハカセットWKに挿入(ステップS A
 15)する。
次いでフィンガFGをd2/2だけ下降(ステップS 
A 16)させる。これによりウェハWFIは元の位置
の突起KR,KLに乗り、次いで真空吸引機構がオフと
されるのでウェハWFIはフィンガFGから離脱(ステ
ップS A 17)され、その後フィンガFGがさらに
d2/2だけ下降(ステップS A 18)されフィン
ガFGだけがカセットWKから用法(ステップS A 
19)かれる。以上の制御によりウェハWF1の取出し
及び収納が正確、安全に行なわれる。次いでウェハWF
2の取出し及び収納の制御を今度はd2 /2.d3 
/2の値に基いて上記と同様に行ない、以下同様にn−
26になるまで行なう。
以上の様子を模式的に表わしたのが第9A図である。図
において、XはフィンガFGの待機位置を示し、この点
を始点としてY点(終了点)まで下降するときにウェハ
の位置を検出し、次いでその位装置から最も近い位置に
あるウェハWF1の取出しのためにA点でフィンガFG
のカセットWKへの挿入が開始され、8点で取出しが終
了し、0点でセンタリングハンドCHへの引渡しが行な
われ、D点でセンタリングハンドCHからの回収が行な
われ、F点でウェハの収納のためにフィンガFGのカセ
ットWKへの挿入が開始され、F点でその収納が終了し
、その位置から2枚目のウェハWFの取出し、収納が始
まることを示している。
図では分り易くするためウェハをWFI〜WF3の全3
枚として示した。またA〜Fの各点に対応する処理を第
8図のフローチャートに同一の符号で示した。またフィ
ンガFGの待機位置XはセンタリングハンドCHとほぼ
同じ高さとし、かつ最上部ウェハWF3の近辺に設定し
である。このため第9B図の例に比べて上下動の移動距
離の合計が短かく好ましい。これは第9D図も同様ぐあ
る。
第9B図はセンタリングハンドCHの位置即ちウェハ引
き渡しまたは回収の位置と最下位のウェハWF1の位置
がほぼ同一線上に来るように設定され、かつフィンガの
待機位置も同一線上に設定した例を示し、この場合は図
示の如くフィンガの上下動の移動距離の合計が良くなる
。第9B図のフィンガ待機位置X@最上位ウェハWF3
の近辺位置即ち第9B図のYの位置に設定した場合でも
フィンガの上下方向全体移#1円は第9B図とほぼ同様
に第9A、90図の場合に比べて長くなることは第9E
図を見れば明らかである。しかし前記各個共にウェハ位
置検出のための全走査が終了した位置から最も近いウェ
ハから取出し、収納が始・  まることは好ましい。ま
たウェハは下から上に向って処理すれば上方のウェハの
汚れが少なく好ましい。第9C図の例はウェハ引渡しま
たは回収位置(センタリングハンドCHの位置)をウェ
ハカセットのほぼ中心位置即ち中間のウェハWF2の近
辺に設定した様子を示し、この場合はフィンガFGの上
下移動の合計距離が最も少なく最も好ましい。これは全
てのウェハは所定の定点即ちウェハ引渡しまたは回収位
置に運ばなければならないことからして明らかである。
この利点は第9F図の縦合も同様に期待できる。このよ
うに無駄な時開を少しでも節約することはこの種装置に
おいてウニへ処理のための全体速度の向上に貢献でき極
めて好ましい。
さらにウェハカセットには常に全数のウェハが収納され
ているとは限らず、前工程において不良ウェハが予め除
去された状態で本プローバに移送されて来る場合もあり
、この場合、6エハが存在しない位置においてはフィン
ガFGのウェハ取出し及び収納に関連する動作をスキッ
プさせれば全体処理速度の向上となる。以下これについ
て説明する。第6図において今ウェハWF2が欠落して
いる場合を想定する。、前述の動作説明のように各ウェ
ハが所定の位置に存在することを検出したら第7図Aの
RAMに示す如く論理「1」を書き込み、さらに各ウェ
ハの位置情報の半分の値をd26/2.d25/2のよ
うにRAM1.:書き込む。欠落ウェハWF2が存在し
ないことをセンサPSが検出したらRAMのアドレスA
d2に論理「O」を書き込み、さ゛らに右−隣りに位置
情報として[)mを書き込む。Dmは前述したようにウ
ェハの標準位置情報である。このように処理すればウェ
ハWF2が存在しないことによるセンサPSの計画ミス
即ちウェハWF1を検出したときこれをウェハWF2で
あると誤認する危険を避けることができる。
またウェハ取出し処理の際にも存在しないウェハWF2
を取出す無駄な動作を省略して高速化を計ることができ
る。即ち前述のウェハ取出しモードにおいて、ウェハW
F1の取出しまたは収納の後、RAMのアドレスAd2
のウェハ無し情報「0」を検出したらdi /2+Dm
+d3 /2の演算を行なえば第6図の83点の近辺を
求めることができる。したがって82点をスキップして
81点から83点にフィンガFGを高速に上昇させるこ
とができ好ましい。
上図例において基準位ffX、Y、Zは第2図0始点情
報発生器KS4 U、KS4 L、E8 (またはLE
、PH)等の位置を選択的に対応させれば良い。例えば
第9A図の例ではX=KS4 U、Y−KS4 Lとし
、第9F図の例ではX−LE (または°Pun、EB
)、Y=KS4 Lとすれば良い。
また、ウェハカセットの姿勢は垂直に限らず斜めや水平
(第9C図、9F図)に設定しても良いことは明らかで
ある。また、ウェハは4インブ。
8インチ等直径が異なるときウェハカセットの高さも異
なる(各ウェハ間の距離が異なる)ため、第98.9D
、9F図の例の如く下側(共通端部)のXまたはYを共
用できる形式の装置が種々のウェハサイズに対処し得る
点で好ましい。
[効 果] 以上の如く本発明はその高生産性に極めて多大に寄与し
得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概観斜視図、第2図はその
一部拡大側面図、第3図はその一部拡大上面図、第4A
図、第4B図、第4C図はフィンガの構成例図、第5図
はウェハの正面部、第6図はウェハカセットの開口正面
図、第7図は本発明の制御ブロック図、第7B図はその
&l制御用波形図、第8図はその制御用フローチャート
図、第9A〜第9F図はフィンガの動作説明図である。 FG・・・フィンガ AM・・・アーム PS・・・センサ WK・・・ウェハカセット

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、処理前のウェハをウエハカセットから取出して所定
    のウェハ受渡し位置まで搬送し、かつ処理済みのウェハ
    を上記受渡し位置で回収して上記ウェハカセットの所定
    の収納位置へ搬送し収納するウェハ搬送手段を有するウ
    ェハ処理装置において、上記ウェハ受渡し位置を上記ウ
    ェハカセットの最上部とほぼ同一の高さに設定したこと
    を特徴とするウェハ処理装置。 2、前記処理後のウェハが、処理前の該ウェハが取出さ
    、れた元の位置に収納される特許請求の範囲第1項記載
    のウェハ処理装置。 3、処理前のウェハをウェハカセットから取出して所定
    のウェハ受渡し位置まで搬送し、かつ処理済みのウェハ
    を上記受渡し位置で回収して上記ウェハカセットの所定
    の収納位置へ搬送し収納するウェハ搬送手段を有するウ
    ェハ処理装置において、上記ウェハ受渡し位置を上記ウ
    ェハカセットのほぼ中間の高さに設定したことを特徴と
    するウェハ処理装置。 4、前記処理後のウェハが、処理前の該ウェハが取出さ
    れた元の位置に収納される特許請求の範囲第3項記載の
    ウェハ処理装置。
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