JPH0846013A - マルチチャンバ処理システム用搬送装置 - Google Patents

マルチチャンバ処理システム用搬送装置

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JPH0846013A
JPH0846013A JP12252295A JP12252295A JPH0846013A JP H0846013 A JPH0846013 A JP H0846013A JP 12252295 A JP12252295 A JP 12252295A JP 12252295 A JP12252295 A JP 12252295A JP H0846013 A JPH0846013 A JP H0846013A
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chambers
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arm
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Application number
JP12252295A
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English (en)
Inventor
Teruo Asakawa
輝雄 浅川
Hiroaki Saeki
弘明 佐伯
Yoji Iizuka
洋二 飯塚
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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】 プロセス変更に伴い真空処理室の周配個数が
増減変更されても、移載室のみ変更するだけで、ローダ
室と搬送アームは共通品で対処でき、製作・組立が非常
に楽なマルチチャンバ処理システム用搬送装置を提供す
ることにある。 【構成】 3個の真空処理室P1 〜P3 がゲートバルブ
1 を介し連通する多角形の移載室11と、移載室11
にゲートバルブG2 を介し連通する2個のローダ室1
2,13と、移載室11内にてローダ室12,13内と
真空処理室P1 〜P3 とにウェーハWを移載する旋回並
びに伸縮動可能な搬送アーム14とを備え、移載室11
は真空処理室の周配個数の増減に対応し形状・大きさが
変更されるが、ローダ室12,13に対する一定の接続
部11f,11gを持ち、搬送アーム14は最小形の移
載室11内で旋回し得る最小旋回半径Rと、最大形の移
載室内より真空処理室へウェーハWを搬入出し得る最大
アーム伸長距離Qを持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に半導体ウェーハや
LCD基板等の被処理体を処理する複数の真空処理室を
備えたマルチチャンバ処理システムにおける被処理体の
搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば半導体デバイスの微細化・
高集積化に伴い、半導体製造プロセスについても種々の
工夫がなされ、例えば半導体ウェーハの真空処理システ
ムにおいては、各種のプロセスの改革・変更に容易に対
処でき、且つ一貫処理により工程の短縮化を図るよう
に、複数の真空処理室を周配する状態に備えたクラスタ
ツールなどと呼ばれているマルチチャンバ処理システム
の開発がなされている。
【0003】この種の従来のマルチチャンバ処理システ
ムとしては、各種半導体製造プロセスに応じた所要個数
(想定では例えば最小3個乃至最大6個)の真空処理室
(プロセスチャンバ)を備えると共に、これら各真空処
理室に被処理体を搬入出する搬送系として、一個或いは
2個のローダ室と、各真空処理室及びローダ室が周配す
る状態でそれぞれゲートバルブを介し気密に連通する複
数の接続口を周壁に有した多角形の移載室(トランスフ
ァチャンバ)と、この移載室内に設置された旋回並びに
伸縮動可能な搬送アーム(移載ロボット)とを備えてな
る構成のものが知られている。
【0004】このようなマルチチャンバ処理システムで
は、被処理体として例えば半導体ウェーハ(以下単にウ
ェーハと略記する)を外部搬送装置によりカセット単位
で前記ローダ室内に運び込み、そこでローダ室内を真空
引き或いは不活性ガスとの置換などして外部と隔離して
から、そのローダ室の移載室側のゲートバルブを開き、
搬送アームにより該ローダ室内のカセットからウェーハ
を一枚ずつ移載室内に取り込んで前記所要の真空処理室
内へ順次搬入し、そこで例えば成膜やエッチング等の所
定の処理を行い、その処理済みウェーハは搬送アームに
より移載室内に取り出してローダ室内のカセットに戻
す。
【0005】こうしたマルチチャンバ処理システムであ
れば、搬送系であるローダ室と移載室と搬送アームと
が、周配する複数個の真空処理室に対し共用できるの
で、各真空処理室に対し個々にそれぞれ搬送系を備える
旧来の処理装置に比し、構成の簡素化並びに設置スペー
スの縮小化や搬送効率のアップなどが図れて非常に有利
となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その従
来のマルチチャンバ処理システムにおいては、ユーザー
側のニーズに応じ各種プロセスごとに所要個数ずつの真
空処理室を選定して用意し、これら真空処理室の個数及
び形状・大きさを基に、これらとのインターフェースを
考慮して適当な形状・寸法(大きさ)の移載室を製作
し、この移載室の周囲に前記各真空処理室をそれぞれゲ
ートバルブを介し気密に連通する状態に組付固定すると
共に、その移載室の周壁端部(ローディング部側)にロ
ーダ室を製作組付し、更にその移載室内に、当該移載室
に適合する搬送アームを、即ち当該移載室内で旋回し得
る最小旋回半径と、当該移載室内より各真空処理室並び
にローダ室内へウェーハを搬入出し得る最大アーム伸長
距離(最大アームリーチ)とを持つ構成とした搬送アー
ムを組付設置して完成している。
【0007】従って、プロセス変更に伴い真空処理室の
周配個数が各種異なる設定のマルチチャンバ処理システ
ムを構築するには、それに見合った形状・寸法(大き
さ)の移載室を作り直すことは勿論のこと、その移載室
に対し接続可能にローダ室を作り直すと共に、その移載
室に適合した最小旋回半径及び最大アームリーチを持つ
搬送アームを製作して組立てなければならない。つま
り、ユーザーのニーズに応じ各種プロセスごとに、搬送
系である移載室及搬送アーム並びにローダ室を全て作り
直して組立てなければならず、その都度、搬送系の設計
・製作が面倒でコストアップを招いている問題があっ
た。
【0008】また、こうしてプロセスごとに構築したマ
ルチチャンバ処理システムの使用に際しては、真空処理
室の形状・大きさが異なることから、搬送アームを当該
移載室内で動かして被処理体搬送ルート及び距離をテー
チィングしてプログラム制御部に記憶させる必要があ
り、その作業が面倒で、使用に際する立上がりに多くの
時間が必要となる問題があった。
【0009】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、プロセス変更に
伴い真空処理室の周配個数が増減変更されても、搬送系
のうち、移載室のみ形状・大きさを変更するだけで、そ
れ以外のローダ室と搬送アームなどはいずれも共通品で
対処できて、製作・組立が非常に楽でコストダウンが図
れるようになるマルチチャンバ処理システム用搬送装置
を提供することにある。
【0010】また、本発明の目的とするところは、プロ
セス変更に伴い真空処理室の周配個数の増減変更に応じ
て移載室の形状・大きさが各種変わっても、その都度搬
送アームの被処理体搬送ルート及び距離をテーチィング
する必要がなく、即座に適確な搬送アームの制御運転が
できるようになるマルチチャンバ処理システム用搬送装
置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段と作用】請求項1の発明
は、プロセスに対応した複数個の真空処理室が周配する
状態でそれぞれゲートバルブを介し連通せしめられる複
数の接続口を周壁に有した略多角形の移載室と、この移
載室の周壁端部にゲートバルブを介し連通する一個以上
のローダ室と、前記移載室内にて前記ローダ室内から被
処置体を取り込んで前記真空処理室内へ搬入し且つ真空
処理室内の処理済み被処理体を取り出してローダ室内へ
戻す旋回並びに伸縮動可能な搬送アームとを備えてなる
マルチチャンバ処理システム用搬送装置において、前記
移載室はプロセス変更に伴い真空処理室の周配個数の増
減に対応して形状・大きさが変更されるが、それ以外の
ローダ室と搬送アームはいずれも共通品で対応可能に、
該移載室は大小いずれの場合も周壁端部にローダ室に対
する一定した接続部を持ち、且つ前記搬送アームは真空
処理室の最小周配個数に応じた最小形の移載室内で旋回
し得る最小旋回半径と、真空処理室の最大周配個数に応
じた最大形の移載室内より各真空処理室内へ被処理体を
搬入出し得る最大アーム伸長距離を持つ構成とされてい
ることを特徴とする。
【0012】こうした構成のマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置であれば、プロセス変更に伴い真空処理室
の周配個数が増減変更されても、搬送系のうち、移載室
のみ形状・大きさを変更するだけで、それ以外のローダ
室と搬送アームなどはいずれも共通品で対処できて、製
作・組立が非常に楽でコストダウンが図れるようになる
請求項2の発明は、前記請求項1の発明のマルチチャン
バ処理システム用搬送装置において、搬送アームから被
処理体を一旦受取って位置合わせするアライメント機構
を、移載室内の搬送アームの旋回・伸縮動作に対し干渉
しない定位置に設置したことを特徴とする。
【0013】こうした構成のマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置であれば、前述の作用に加え、ローダ室内
から移載室内に搬送アームにより被処置体を取り込んで
真空処理室内へ搬入する途中で、該被処理体をアライメ
ント機構で一旦受取って向きなどの位置合わせが可能と
なる。
【0014】請求項3の発明は、前記請求項2の発明の
マルチチャンバ処理システム用搬送装置において、2個
のローダ室を各々の中心線が搬送アームの旋回軸中心に
向く状態に互いに適当な開き角度を持って並列配置し、
これら両ローダ室と連通する移載室内の搬送アームの最
小旋回半径よりわずかに外側で且つ該両ローダ室の中心
線の相互間位置にアライメント機構を設置したことを特
徴とする。
【0015】こうした構成のマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置であれば、2個のローダ室を備えることか
ら、それら両ローダ室を併用して搬送アームによる被処
理体の搬入出が次々とスムーズにできて高スルートップ
が図れるようになる。また、その2個のローダ室が各々
の中心線を移載室内の搬送アームの旋回軸中心に向く状
態に互いに適当な開き角度を持って並列配置されて、そ
の両ローダ室に対する搬送アームの進退ルート相互間の
空き空間にアライメント機構が配するので、そのアライ
メント機構が搬送アームの動作に邪魔にならないと共
に、移載室の小形化が図れるようになる。
【0016】請求項4の発明は、前記請求項1乃至3い
ずれかのマルチチャンバ処理システム用搬送装置におい
て、プロセス変更に伴い真空処理室の周配個数の増減に
対応して大小変更した各種移載室ごとの被処理体搬送ル
ート・距離を予め記憶しておき、そのうちの実際に設置
された移載室の被処理体搬送ルート・距離に合わせて搬
送アームを旋回・伸縮動作せしめる制御手段を備えてい
ることを特徴とする。
【0017】請求項5の発明は、前記請求項1記載のマ
ルチチャンバ処理システム用搬送装置において、移載室
は、その上面にその移載室内を密閉するための蓋を有
し、この蓋は少なくとも2分割され、少なくとも一方が
開閉自在であることを特徴とする。
【0018】こうした構成のマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置であれば、プロセス変更に伴い真空処理室
の周配個数の増減変更に応じて移載室の形状・大きさが
各種変わっても、その都度搬送アームの被処理体搬送ル
ート及び距離をテーチィングする必要がなく、即座に適
確な搬送アームの制御ができるようになる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。なお、図1は3個の真空処理室を周配したマルチチ
ャンバ処理システムにおける搬送装置の水平断面図、図
2は図1のX−X線に沿う縦断面図、図3は同搬送装置
に用いた搬送アームの伸縮状態時の平面図、図4は6個
の真空処理室を周配したマルチチャンバ処理システムに
おける搬送装置の水平断面図である。
【0020】まず、図1乃至図3により、被処理体とし
て例えば半導体ウェーハ(以下単にウエーハと略記す
る)Wに処理を施す3個の真空処理室P1 ,P2 ,P3
を一つの搬送系に周配したマルチチャンバ処理システム
及びこの搬送装置を述べる。それら真空処理室P1 ,P
2 ,P3 は、図1及び図2に示す如く、それぞれ所定の
高さの架台2上に搭載されたプロセスチャンバなどと称
される立方体状の気密処理容器で、内部に被処理体であ
るウェーハWを処理するために載置保持する複数本の昇
降支持ピン3aを持つ載置台(サセプタ)載置台3をそ
れぞれ備えている。
【0021】この3個のうち、2つの真空処理室P1
2 は、ウェーハWに対する所要の処理機能、例えばス
パッタリング、CVD、エッチング、アッシング、酸
化、拡散等のなかからいずれか選択された処理機能を備
えたものであり、残り一つの真空処理室P3 はウェーハ
Wの例えば加熱・冷却等の前後処理を行う予備真空処置
室である。その処理目的のために、各々図示しないが真
空吸引機構やプロセスガス注入機構や加熱・冷却機構等
が装備されている。
【0022】通常、この種のマルチチャンバ処理システ
ムでは、真空処理室の周配個数として、前記3個の真空
処理室P1 ,P2 ,P3 を備えるパターンが最小単位と
想定される。
【0023】この最小パターンのマルチチャンバ処理シ
ステム用の搬送装置は、3個の真空処理室P1 ,P2
3 が三方から囲む周配状態でそれぞれ接続される多角
形の移載室11と、この移載室11の前端側部に接続さ
れた一個以上(図示の実施例では2個)のローダ室1
2,13と、前記移載室11内にて前記ローダ室12,
13内からウェーハWを取り込んで前記真空処理室P
1 ,P2 ,P3 内へ搬入し且つそれら真空処理室内の処
理済みウェーハWを取り出してローダ室12,13内へ
戻す旋回並びに伸縮動可能な搬送アーム14と、この搬
送アーム14からウェーハWを一旦受取って後述する如
く位置合わせを行うアライメント機構15を備えてな
る。
【0024】なお、これら移載室11及びローダ室1
2,13は図2に示す如く固定架台16上に搭載支持さ
れている。また、そのローダ室12,13の前面側には
架台17を介して外部カセット搬送装置18が設けられ
ている。
【0025】前記移載室11は、真空搬送室(トランス
ファチャンバ)などとも称され、図1及び図2に示す如
く、前述の3個の真空処理室P1 ,P2 ,P3 を左右及
び後側の三方にバランス良く周配して接続可能に、平面
コ字形の周壁部即ち、互いに平行した左右壁部11a,
11bとこれらに直角な後端壁部11cとを有すると共
に、前端側に前記2個(左右一対)のローダ室12,1
3を並列的に接続可能に、前記左右壁部11a,11b
から前側に少し広がるように延出した左右拡開壁部11
d,11eと、更にそれらの前端に連接した互いにV字
状に傾斜角度を持って配する前端壁部11f,11gと
を有する平面多角形である。しかも、この移載室11
は、前述の如く真空処理室の周配個数が最小(3個)の
パターン処理システムに合わせて、設置スペース的に出
来るだけ無駄がないように、後述する他のパターン処理
システムのものよりも最も小形に作られている。
【0026】この移載室11の左右壁部11a,11b
と後端壁部11cとに接続口21がそれぞれ形成され、
この各々の外側に前記真空処理室P1 ,P2 ,P3 がそ
れぞれ個々にゲートバルブG1 を介して内部連通する状
態に設置されている。また、前端壁部11f,11gは
前記2個のローダ室12,13に対する接続部(インタ
ーフェース)で、それぞれに接続口22が形成され、こ
の各々の前側に前記2個(左右一対)のローダ室12,
13が後端側口を個々に接続して各々ゲートバルブG2
を介し内部連通する状態に並設されている。
【0027】また、この移載室11は通常は図2に示す
如く蓋23が被嵌されて気密容器とされ、内部を所要の
減圧状態に真空保持する真空吸引機構或いは不活性ガス
例えばN2 ガスと置換するガス供給機構(いずれも図示
せず)が装備されている。
【0028】更に、この移載室11の底板部には、前記
左右壁部11a,11bと後端壁部11cとからそれぞ
れ等距離にある仮想中心に位置して搬送アーム14の旋
回軸装着穴24が形成され、ここに前記搬送アーム14
の後述する旋回軸28が装着されている。
【0029】前記2個のローダ室12,13は途中で略
くの字形に屈曲した前後向きの搬送ダクト状のもので、
互いに左右対称形に作られている。そして、これらロー
ダ室12,13の後端側を前述の如く移載室11の接続
部(ローダ室インターフェース)である互いにV字状に
配する前端壁部11f,11gに接合することで、その
両ローダ室12,13が各々の中心線L1 ,L2 を移載
室11内の搬送アーム14の旋回軸中心Oに向く状態
に、互いにハの字状に適当な開き角度θ(例えば45
度)を持って左右対称に並列配置されている。
【0030】これで、前記移載室11の周囲に前記3個
の真空処理室P1 ,P2 ,P3 とローダ室12,13と
が搬送アーム14の旋回軸中心Oから真っ直ぐ延出した
放射線上に周配して接続され、それら各々に該搬送アー
ム14によりウェーハWの挿脱移載が可能とされてい
る。
【0031】その2個のローダ室12,13は、内部略
中央にカセット載置台25をそれぞれ有し、その上に外
部(前側の作業室)からウェーハWを例えば25枚単位
で上下多段式に水平に収納したカセットCごと外部カセ
ット搬送装置18により搬入したり搬出したりできる所
謂カセット搬入室である。なお、そのカセット載置台2
5はローダ室12,13の下部にそれぞれ設けた昇降機
構(エレベータ)26により昇降可能に支持されてい
る。
【0032】また、この両ローダ室12,13は、カセ
ット搬入口である前端側口部にも外部(前面側作業室)
との間で開閉するように各々ゲートバルブG3 を有し
て、一種のロードロック室の如く気密保持でき、且つ図
示しない真空吸引機構により真空引きしたり或いはガス
供給機構により不活性ガス例えばN2 ガスとの置換など
して外部雰囲気との隔離ができるようになっている。
【0033】前記搬送アーム14は、一種の移載ロボッ
トで、図2に示す移載室11下部或いは架台16に取り
付け支持した駆動部27から旋回軸28が立設され、こ
の旋回軸28が該移載室11の仮想中心の旋回軸装着穴
24に気密状態にて上方に貫挿され、この旋回軸28の
上端に図3(a)(b)に示す如く一連の多関節アーム
29,30,31を連設すると共に、そのアーム31の
先端にウェーハWを真空吸着などの手段により支持する
略U字形状のハンド部31aを有した構成である。
【0034】この搬送アーム14は、多関節アーム2
9,30,31が相互に折り畳んだ短縮状態での最小旋
回半径Rが、前述の如く真空処理室の最小周配個数(3
個)に応じた最小形の移載室11の内周半径より僅かに
小さく設定されている。その最小形の移載室11の内周
半径は、図1に想像線で示す如く旋回軸中心Oから周壁
内面までの距離或いは接続口21内奥までの距離のどち
らを選択しても良い。そして、駆動部27の駆動により
旋回軸28を介し多関節アーム29,30,31が先端
ハンド部31a上にウェーハWを保持したまま移載室1
1内で水平に旋回可能であると共に、伸縮動してウェー
ハWを各真空処理室P1 ,P2 ,P3 並びにローダ室1
2,13内に出し入れできるようになっている。
【0035】前記アライメント機構15は、移載室11
内にて搬送アーム14から一枚ずつのウェーハWを一旦
受け取って静電吸着手段等により保持する回転台33
と、この回転台33を回転軸34を介し回転する回転駆
動部35並びに昇降せしめる昇降駆動部36と、この回
転台33上に載置したウェーハWの周縁部の回転移動位
置に真下から例えばレーザー光を帯状の平行光線として
照射する発光部37と、この光線を上方で受け且つその
受光面積に応じ電気信号を出力する例えばPINフォト
ダイオード等を用いた受光部38と、この受光部38か
らの電気信号を基に回転台33によりウェーハWを一回
転させた時に該ウェーハWの中心位置とオリエンテーシ
ョンフラット(以下単にオリフラと略称する)の向きを
検出して回転駆動部35を制御する制御部(図示せず)
とを備えてなり、この回転制御によりウェーハWを所定
の向きに位置合わせし搬送アーム14に渡して前述の真
空処理室P1 ,P2 ,P3 内へ適正に搬入セットできる
ようになっている。
【0036】このアライメント機構15は、前述の如く
真空処理室の最小周配個数(3個)に応じた最小形の移
載室11内で、しかも前記搬送アーム14の旋回・伸縮
動作に対し干渉しない定位置に設置されている。即ち、
移載室11内の搬送アーム14の最小旋回半径Rよりわ
ずかに外側で、且つ前述の如く互いに適当な開き角度θ
を持って並列配置する2個のローダ室12,13の各々
の中心線L1 ,L2 の相互中間位置に前記回転軸34を
介して回転台33が設置されている。
【0037】なお、前記左右のローダ室12,13内に
ウェーハWを収納したカセットCを外部からオペレータ
が手作業で挿脱しても良いが、その場合ゲートバルブG
3 の存在などにより多少の危険があるので、ここでは左
右のローダ室12,13の前側に架台17を介し外部カ
セット搬送装置18を設置している。この外部カセット
搬送装置18は、架台17に取付け支持した回転駆動部
40と、これから立設した回転軸41と、この回転軸4
1上端に直角に取付けた回動アーム42と、この先端に
連設したハンドリングアーム43とで構成された一軸構
造のものである。この外部カセット搬送装置18が架台
17上のカセット載置部17aにおいて別途カセット移
載ロボット(図示せず)或いはオペレータからカセット
Cを受け取って左右選択的に回動することで、該カセッ
トCをローダ室12或いは13内のカセット載置台25
上に搬入セットしたり、逆にローダ室12,13内から
処理済みウェーハを収納したカセットWを搬出したりで
きるようになっている。
【0038】また、図1中符号45は制御手段としての
制御ユニットを示し、ここには各種動作モードのプログ
ラムを格納したメモリを備えたCPU等の制御装置と、
プログラムの選択や条件設定等を行う操作パネルが設け
られている。
【0039】このような構成のマルチチャンバ処理シス
テムにおける搬送装置の作用を述べる。被処理体として
のウェーハWを所定枚数収納したカセットCが外部カセ
ット搬送装置18に搭載されると、以下、制御ユニット
45の制御装置により各部が自動制御されながら、まず
その外部カセット搬送装置18が動作して左右のローダ
室12,13のどちらか開いている方に搬入し、そこで
ローダ室内のカセット載置台25が昇降機構26により
上昇して該カセットCを受け取り、外部カセット搬送装
置18は前方に引き返す。
【0040】こうして例えば図1に示す如くカセットC
を収納した右側のローダ室12は、その前端側口がゲー
トバルブG3 により閉じられて密封状態となり、この状
態で真空吸引機構により真空引き或いはガス供給機構に
より不活性ガス例えばN2 ガスとの置換が行われて、外
部雰囲気との隔離(ロードロック)された後、該ローダ
室13の後端側のG2 が開いて、同様に真空引き或いは
不活性ガスに置換されている移載室11と内部連通す
る。
【0041】この状態で、該ローダ室12内のカセット
Cがカセット載置台25と共に昇降機構26により昇降
する一方、移載室11内の搬送アーム16が旋回・伸長
して該ローダ室12内のカセットC内のウェーハWを一
枚ずつ移載室11内方に取り込み、それをプログラムモ
ードに従って所要の真空処理室P1 ,P2 ,P3 内へ各
々のゲートバルブG1 をその都度開きながら次々と搬入
セットして所定の処理を行う。
【0042】つまり、例えば、搬送アーム14によりウ
ェーハWを最初に予備真空処理室P3 内に搬入して予備
加熱し、それを移載室11内に戻してアライメント機構
15の回転台33の上昇により受け取らせ、そこで回転
制御にウェーハWの中心並びにオリフラ向きを検出して
所定の向きに位置合わせし、そのまま回転台33の下降
により搬送アーム14に渡して第1の真空処理室P1
2 内に順次搬入セットさせ、成膜或いはエッチング等
の所定の処理を行う。その処理済みウェーハWは搬送ア
ーム14によりローダ室12のカセットC内に戻す。
【0043】こうしてカセットC内のウェーハWを一枚
ずつ取り込んでは処理して戻し、該カセットC内の全ウ
ェーハWの処理が終了すると、ローダ室12の後端側の
2が閉じてから、その前端側口のゲートバルブG3
開き、そこに外部カセット搬送装置18が移動して来
て、処理済みウェーハを収納したカセットCを外部に取
り出す。
【0044】また、前述のように右側のローダ室12内
のカセットCからウェーハWを次々と移載室11に取り
込んで真空処理室P1 ,P2 ,P3 で所定の処理を行っ
ている最中に、左側のローダ室13に未処理ウェーハW
を収納した次のカセットCを外部カセット搬送装置18
により搬入し、その左側のローダ室13をロードロック
状態にして待機させる。そして前記右側のローダ室13
からのウェーハWの出し入れ処理終了と同時に、該左側
のローダ室13のゲートバルブG2 を開いて、その中の
次のカセットCからウェーハWを搬送アーム14が移載
室11内方に取り込んで連続処理を行うようになる。
【0045】次に、図4に示す実施例の6個の真空処理
室P11,P12,P13,P14,P15,P16を周配したマル
チチャンバ処理システム及びこの搬送装置を述べる。な
お、ここでは前述の図1乃至図3に示した実施例と同一
構造作用をなすものは同一符号を付して説明の簡略化を
図ると共に、前記図2及び図3に示す構成は殆ど変わら
ないので改めて図示せずに該図2及び図3を参照するこ
とにする。
【0046】まず、前記6個の真空処理室P11〜P
16は、前記実施例同様の架台2上に搭載された立方体状
の気密処理容器で、この6個のうち、4個の真空処理室
11,P12,P13,P14は、ウェーハWに対する所要の
処理機能、例えばスパッタリング、CVD、エッチン
グ、アッシング、酸化、拡散等のなかからいずれか選択
された処理機能を備えたものであり、残り2個の真空処
理室P15,P16はウェーハWの例えば加熱・冷却等の前
後処理を行う予備真空処置室である。
【0047】通常、この種のマルチチャンバ処理システ
ムでは、真空処理室の周配個数として、前記6個の真空
処理室P11〜P16を備えるパターンが最大単位と想定さ
れる。この最大パターンのマルチチャンバ処理システム
用の搬送装置は、該6個の真空処理室P11〜P16が放射
状に周配する状態でそれぞれ接続される多角形の移載室
51を備え、これ以外は前記実施例と同様の左右一対
(2個)のローダ室12,13と、搬送アーム14と、
アライメント機構15を備えてなる。また、図2で示し
たと同様に移載室11A及びローダ室12,13を搭載
支持する固定架台16と、そのローダ室12,13の前
面側に架台17を介して外部カセット搬送装置18が設
けられている。
【0048】ここで、前記移載室51は、システム全体
の小形化を図るべく、前記6個の真空処理室P11〜P16
と2個のローダ室12,13とが相互に干渉せずに出来
るだけ無駄なく接近した状態で放射状にバランス良く周
配して接続可能とするために、周壁部51a,51b,
51c,51d,51e,51f,51g,51hを持
つ適当外周径の平面略八角形の容器とされている。当然
に、この移載室51は、前述した実施例の真空処理室の
周配個数(3個)のパターン処理システムの場合の移載
室11や、図示しないが真空処理室の周配個数が4個或
いは5個の中間大きさのパターン処理システムの場合の
移載室より最も大形である。
【0049】この移載室51の各周壁部51a〜51h
に接続口52がそれぞれ形成され、これら後半側の周壁
部51a,51b,51c,51dの各々の外側に前記
真空処理室P11,P12,P13,P14がそれぞれ個々にゲ
ートバルブG1 を介して内部連通する状態に設置されて
いると共に、それらの前側の左右周壁部51e,51h
に前記予備真空処理室P15,P16がそれぞれ個々にゲー
トバルブG1 ′を介して内部連通する状態に設置されて
いる。
【0050】更にその前端側の左右周壁部51f,11
gは、前記実施例同様の角度で互いにV字状に配し、そ
れぞれに接続口53が形成されている。つまり、この大
形な八角形の移載室51においても、前端側に前記実施
例と全く同一寸法形態のローダ室接続部(インターフェ
ース)が形成され、この各々の前側に前記実施例と同様
に2個(左右一対)のローダ室12,13が後端側口を
接続してゲートバルブG2 を介し内部連通する状態に並
設されている。即ち、前記実施例と全く同一構造の2個
のローダ室12,13が移載室51に対し前記実施例と
全く同様に各々の中心線L1 ,L2 を移載室51内の搬
送アーム14の後述する旋回軸中心Oに向く状態に、互
いにハの字状に適当な開き角度θ(例えば45度)を持
って左右対称に並列配置されている。
【0051】この移載室51の底板部の八角形の中心位
置に旋回軸装着穴54が形成され、これに前記実施例と
同様に搬送アーム14が旋回軸31を気密状態に貫挿し
て装着されている。
【0052】これで、前記移載室51の周囲に前記6個
の真空処理室P11〜P16と2個のローダ室12,13と
が搬送アーム14の旋回軸中心Oから真っ直ぐ延出した
放射線上に周配して接続され、それら各々に該搬送アー
ム14によりウェーハWの挿脱移載が可能とされてい
る。
【0053】なお、この移載室51にも通常は図2に示
すような蓋23(形状は異なる)が被嵌されて気密容器
とされ、内部を所要の減圧状態に真空保持する真空吸引
機構或いは不活性ガス例えばN2 ガスと置換するガス供
給機構(いずれも図示せず)が装備されている。
【0054】前記搬送アーム14は、前記実施例のもの
と全く同一構造をなす共通品としたことで、この多関節
アーム29,30,31が相互に折り畳んだ短縮状態で
の最小旋回半径Rが、前述の真空処理室の最小周配個数
(3個)に応じた最小形の移載室11の内周半径より僅
かに小さく設定されているので、前記八角形の最大形の
移載室51内においては旋回スペースに余裕があるの
で、その分、図示のように該移載室51の周壁部51
a,51b,51c,51dを肉厚化して、大形移載室
51の真空強度に対する強化が図られている。
【0055】また、この搬送アーム14は、多関節アー
ム29,30,31の短縮状態での最小旋回半径Rを前
述のように小さく設定するが、その多関節アーム29,
30,31の最大アーム伸長距離(最大アームリーチ)
Qは、前記最大形の移載室51内より各真空処理室P11
〜P16及び2個のローダ室12,13内へウェーハWを
搬入出するために必要な寸法(旋回軸中心Oから真空処
理室P11のウェーハ載置台2上までの距離)に設定され
ている構成である。
【0056】このために、この搬送アーム14は同一構
造の共通品を使用することで、前記実施例の真空処理室
の周配個数(3個)のパターン処理システムの場合の最
小形の移載室11や、図示しないが真空処理室の周配個
数が4個或いは5個の中間大きさのパターン処理システ
ムの場合の移載室に設置した状態では、最大アーム伸長
距離Qが大き目となって無駄に思われるが、移載室の各
種大きさに応じてその都度アームリーチの異なる移載ア
ームを設計製作する手間を考えると非常に有利である。
しかも、その大き目のアームリーチを持つ搬送アーム1
4を使用することで、前記実施例の小形の移載室11内
にも旋回軸中心Oからローダ室接続部(インターフェー
ス)までの距離を大きく取って、前記アライメント機構
15の設置スペースを十分確保できるようになる。
【0057】なお、そのアライメント機構15も前記実
施例と全く同様のもので、この回転台33が、移載室5
1内の搬送アーム14の最小旋回半径Rよりわずかに外
側で、且つ前述の如く互いに適当な開き角度θを持って
並列配置する2個のローダ室12,13の各々の中心線
1 ,L2 の相互中間位置に回転軸34を介して設置さ
れている。
【0058】こうした図4に示す実施例のマルチチャン
バ処理システムにおける搬送装置では、詳述しないが基
本的には前記図1乃至図3に示した実施例と同様の作用
が得られる上に、周配する真空処理室P11〜P16の個数
が多いので、ウェーハWに対する処理を多伎に亘り行い
得るようになる。
【0059】ところで、前述の各実施例の如く、本発明
のマルチチャンバ処理システム用搬送装置は、半導体製
造プロセスの変更等に伴い真空処理室の周配個数の増減
に対応して、移載室の形状・大きさが変更されるが、そ
れ以外のローダ室12,13と搬送アーム14並びにア
ライメント機構15等がいずれも共通品で対応可能に構
成されているのが最も特徴とするところである。
【0060】このために、前述したように、大小いずれ
の移載室11,51の場合も周壁端部にローダ室に対す
る一定した接続部(インターフェース;周壁部11f,
11g及び51f,51g)を持って、そのいずれにも
同一構造のローダ室12,13を全く同様に接続配置で
きる。しかも、搬送アーム14は真空処理室の最小周配
個数(3個)に応じた最小形の移載室11内で旋回し得
る最小旋回半径Dと、真空処理室の最大周配個数(6
個)に応じた最大形の移載室51内より各真空処理室内
へ被処理体を搬入出し得る最大アーム伸長距離Qを持つ
構成である。
【0061】こうした構成を実現する設計手法を以下に
述べると、まず、前提条件として、図5に示す如く、被
処理体としてのウェーハWのサイズ(例えば8インチ)
及びこの8インチ・ウェーハ収納用カセットCの大きさ
を考慮したローダ室12,13の大きさ(間口寸法)a
=300mmと、該ウェーハWを処理する各種真空処理室
1 …の大きさ(間口寸法)b=400mm,c=300
mmと、アライメント機構15の必要設置スペース等を予
め選定すると共に、プロセスに応じた真空処理室の周配
個数の最小(3個)と最大(6個)と、ローダ室の個数
(2個)とを選定する。
【0062】そして、第1の段階として、前記最大数の
真空処理室(6個)とローダ室(2個)が相互に干渉し
ない出来るだけ狭い間隔(両側に例えば10mm程度ずつ
余裕の間隔を持たせる)で放射状に同一円周上に周配し
得るような八角形Yを図に描き、この際のアーム旋回軸
中心Oから各搬入出口(インターフェース面)までの距
離(八角形の内接円の半径)Q1 を算出する。
【0063】つまり、下記の計算式に従って、まず、 2α+2β=180゜ とし、次に各真空処理室とローダ室との各間口寸法(両
側に10mmずつ加えた状態)a′=320mm、b′=4
20mm、c′=320mmとして、 4202 =r2 +r2 −2r2 cos α 3202 =r2 +r2 −2r2 cos β との計算式が成立し、これにより、 α=51゜、β=39゜、r=484 が得られる。これよりアーム旋回軸中心Oからの各搬入
出口(インターフェース面)までの距離(八角形の内接
円の半径)Q1 は、 Q1 =r cos(α/2)=436mmとする。
【0064】このQ1 を基に更にゲートバルブの装着ス
ペースを考慮して最大形の八角形の移載室51を設計す
ると共に、このQ1 に最も大形な真空処理室内の最大ウ
ェーハ搬送距離Q2 =305mmを加えることにより、搬
送アーム14の最大アーム伸長距離(最大アームリー
チ;最大搬送距離)Q=Q1 +Q2 =741mmを算出す
る。
【0065】第2の段階として、最大アーム伸長距離Q
=741mmとを条件とし、多関節アーム構造の搬送アー
ム14を設計し、最小旋回半径Rを求める。この最小旋
回半径Rは255mm程度に小さくすることができる。
【0066】第3の段階として、前記最大形の移載室5
1の左右2個のローダ室12,13に対するインターフ
ェースの部分だけ全く変更せずに残し、その他の周囲部
分に前記最少数の真空処理室(3個)が搬送アームの旋
回範囲に干渉しない出来るだけ狭い間隔で同一円周上に
周配し得るような四角形Zを図に描き、これにゲートバ
ルブの装着スペースを考慮して、最小形の移載室11を
設計製作する。
【0067】なお、第4の段階として、前記アライメン
ト機構15を移載室51内の搬送アーム14の最小旋回
半径Rよりわずかに外側で、且つ互いの開き角度θを持
って並列配置する2個のローダ室12,13の各々の中
心線L1 ,L2 の相互中間位置に設定する。
【0068】この際、移載室内で搬送アーム14がウェ
ーハWを左右のローダ室12,13に出し入れする際、
該搬送アーム14が回転軸34や回転台33にぶつかる
ような場合には、それを解消すべく、前記左右のローダ
室12,13の中心線L1 ,L2 の開き角度θと、旋回
軸中心Oから左右のローダ室12,13のインターフェ
ース面部までの距離を拡大するように変更する。この拡
大変更に伴い前記各真空処理室の配置位置を変更する必
要が生じた場合は、もう一度、前記第1の段階から設計
し直す。
【0069】以上のように設計製作したマルチチャンバ
処理システム用搬送装置であれば、プロセス変更に伴い
真空処理室の周配個数が増減変更されても、搬送系のう
ち、移載室11,51のみ形状・大きさを変更するだけ
で、それ以外のローダ室12,13と搬送アーム14及
びアライメント機構15はいずれも共通品で対処でき
て、製作・組立が非常に楽でコストダウンが図れるよう
になるまた、ローダ室12,13内から移載室11,5
1内に搬送アーム14によりウェーハWを取り込んで真
空処理室内へ搬入する途中で、ウェーハWをアライメン
ト機構15で一旦受取って向きなどの位置合わせが可能
となる。
【0070】更に、前述の如く2個のローダ室12,1
3を備えることで、それら両ローダ室12,13を併用
して搬送アーム14によるウェーハWの搬入出が次々と
スムーズにできて高スルートップが図れるようになる。
また、その2個のローダ室12,13が各々の中心線中
心線L1 ,L2 を移載室11,51内の搬送アーム14
の旋回軸中心Oに向く状態に互いに適当な開き角度θを
持って並列配置されて、その両ローダ室121,13に
対する搬送アーム14の進退ルート相互間の空き空間に
アライメント機構15が配するので、そのアライメント
機構15が搬送アーム14の動作に邪魔にならないと共
に、真空処理室の周配個数に応じた各パターンでそれぞ
れ移載室11,51をぎりぎりまで小さくできて各シス
テム全体の小形化が図れるようになる。
【0071】一方、前述したマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置においては、制御手段としての制御ユニッ
ト47に、各種動作モードのプログラムを格納したメモ
リを備えたCPU等の制御装置と、プログラムの選択や
条件設定等を行う操作パネルを設けたことで、前述の如
くプロセス変更に伴い真空処理室の周配個数の増減に対
応して大小変更した各種移載室11,51ごとの被処理
体搬送ルート・距離を予めメモリに記憶させておくこと
で、そのうちの実際に設置された移載室の被処理体搬送
ルート・距離に合わせて搬送アーム14を旋回・伸縮動
作せしめることができる。従って、プロセス変更に伴い
真空処理室の周配個数の増減変更に応じて移載室の形状
・大きさが各種変わっても、その都度搬送アーム14の
被処理体搬送ルート及び距離をティーチィングする必要
がなく、即座に適確な搬送アームの制御ができるように
なる。
【0072】図7及び図8は他の実施例を示し、図1及
び図2に示す実施例と同一構成部分は同一番号を付して
説明を省略する。移載室11の左右壁部11a,11b
の左右拡開壁部11d,11eとの境界部には左右壁部
11aと11bとを連結する梁11hが設けられ、この
梁11hによって移載室11を密閉する蓋23を支持し
ている。
【0073】蓋23は前後に2分割された分割体23a
と23bとから構成されている。そして、一方の分割体
23aの一端は前記梁11hにヒンジ23dによって枢
支されており、分割体23aはヒンジ23dを支点とし
て上方に開閉自在に構成されている。他方の分割体23
bはねじ等により左右拡開壁部11d,11e及び梁1
1hに開閉可能に取り付けられている。
【0074】このように蓋23を2分割することによ
り、一方の分割体23aのみの開閉となり開閉作業が容
易となり、蓋23の上方のスペースが狭い場合でも開閉
できる。また、移載室11の形状が変更になっても、分
割体23bの方は共通品として使用でき、設計変更に容
易に対処できるという効果がある。
【0075】なお、前記実施例では左右一対(2個)の
ローダ室12,13を設けたが、場合によっては1個で
も良く、或いは必要に応じ3個設けても良い。また、前
記実施例では搬送アーム14として被処理体を1個保持
する多関節アームを例示したが、これ以外に例えばフロ
ーグ・レッグ・アームや、図6に示す如く被処理体Wを
2個保持できる多関節アーム14A等を搬送アームとし
てもちいても良い。
【0076】また、前記アライメント機構15はウェー
ハWの位置合わせが不要な真空処理システムの場合には
設置しなくても良い。更に前記実施例では被処理体とし
て半導体ウェーハWを例示したが、これ以外に例えばL
CD基板等を被処理体としても良い。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲であれば種々変更可能である。
【0077】
【発明の効果】本発明のマルチチャンバ処理システム用
搬送装置は、前述の如く構成したので、プロセス変更に
伴い真空処理室の周配個数が増減変更されても、搬送系
のうち、移載室のみ形状・大きさを変更するだけで、そ
れ以外のローダ室と搬送アームなどはいずれも共通品で
対処できて、製作・組立が非常に楽でコストダウンが図
れる。
【0078】また、本発明のマルチチャンバ処理システ
ム用搬送装置は、プロセス変更に伴い真空処理室の周配
個数の増減変更に応じて移載室の形状・大きさが各種変
わっても、その都度搬送アームの被処理体搬送ルート及
び距離をテーチィングする必要がなく、即座に適確な搬
送アームの制御運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す3個の真空処理室を周配
したマルチチャンバ処理システムにおける搬送装置の水
平断面図。
【図2】図1のX−X線に沿う縦断面図。
【図3】(a)は同上搬送装置に用いた搬送アームの伸
長状態時の平面図、(b)は同搬送アームの短縮状態の
平面図。
【図4】本発明の実施例を示す6個の真空処理室を周配
したマルチチャンバ処理システムにおける搬送装置の水
平断面図。
【図5】前記3個の真空処理室を周配したマルチチャン
バ処理システムにおける搬送装置と、6個の真空処理室
を周配したマルチチャンバ処理システムにおける搬送装
置とを得る際の設計手法を示す説明図。
【図6】(a)は被処理体を2個保持できる多関節アー
ムの伸長状態時の平面図、(b)は同多関節アームの短
縮状態の平面図。
【図7】本発明の他の実施例を示すマルチチャンバ処理
システムにおける搬送装置の水平断面図。
【図8】図7のY−Y線に沿う縦断面図。
【符号の説明】
1 ,P2 ,P3 ,P11〜P16…真空処理室、G1 ,G
1 ′,G2 ,G3 …ゲートバルブ、11,51…移載
室、11a〜11g,51a〜51h…周壁、11f,
11g,51f,51g…ローダ室接続部、12,13
…ローダ室、21,22,52,53…接続口、14…
搬送アーム、R…最小旋回半径、Q…最大アーム伸長距
離、L1 ,L2 …中心線、θ…開き角度、45…制御手
段、23…蓋、W…被処理体(半導体ウェーハ)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/02 Z // B05C 13/00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセスに対応した複数個の真空処理室
    が周配する状態でそれぞれゲートバルブを介し連通せし
    められる複数の接続口を周壁に有した略多角形の移載室
    と、この移載室の周壁端部にゲートバルブを介し連通す
    る一個以上のローダ室と、前記移載室内にて前記ローダ
    室内から被処置体を取り込んで前記真空処理室内へ搬入
    し且つ真空処理室内の処理済み被処理体を取り出してロ
    ーダ室内へ戻す旋回並びに伸縮動可能な搬送アームとを
    備えてなるマルチチャンバ処理システム用搬送装置にお
    いて、 前記移載室はプロセス変更に伴い真空処理室の周配個数
    の増減に対応して形状・大きさが変更されるが、それ以
    外のローダ室と搬送アームはいずれも共通品で対応可能
    に、該移載室は大小いずれの場合も周壁端部にローダ室
    に対する一定した接続部を持ち、且つ前記搬送アームは
    真空処理室の最小周配個数に応じた最小形の移載室内で
    旋回し得る最小旋回半径と、真空処理室の最大周配個数
    に応じた最大形の移載室内より各真空処理室内へ被処理
    体を搬入出し得る最大アーム伸長距離を持つ構成とされ
    ていることを特徴とするマルチチャンバ処理システム用
    搬送装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマルチチャンバ処理シス
    テム用搬送装置において、搬送アームから被処理体を一
    旦受取って位置合わせするアライメント機構を、移載室
    内の搬送アームの旋回・伸縮動作に対し干渉しない定位
    置に設置したことを特徴とするマルチチャンバ処理シス
    テム用搬送装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のマルチチャンバ処理シス
    テム用搬送装置において、2個のローダ室を各々の中心
    線が搬送アームの旋回軸中心に向く状態に互いに適当な
    開き角度を持って並列配置し、これら両ローダ室と連通
    する移載室内の搬送アームの最小旋回半径よりわずかに
    外側で且つ該両ローダ室の中心線の相互間位置にアライ
    メント機構を設置したことを特徴とするマルチチャンバ
    処理システム用搬送装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3いずれかに記載のマルチ
    チャンバ処理システム用搬送装置において、プロセス変
    更に伴い真空処理室の周配個数の増減に対応して大小変
    更した各種移載室ごとの被処理体搬送ルート・距離を予
    め記憶しておき、そのうちの実際に設置された移載室の
    被処理体搬送ルート・距離に合わせて搬送アームを旋回
    ・伸縮動作せしめる制御手段を備えていることを特徴と
    するマルチチャンバ処理システム用搬送装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のマルチチャンバ処理シス
    テム用搬送装置において、移載室は、その上面にその移
    載室内を密閉するための蓋を有し、この蓋は少なくとも
    2分割され、少なくとも一方が開閉自在であることを特
    徴とするマルチチャンバ処理システム用搬送装置。
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