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JP2009295906A - 基板処理装置 - Google Patents

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JP2009295906A
JP2009295906A JP2008150352A JP2008150352A JP2009295906A JP 2009295906 A JP2009295906 A JP 2009295906A JP 2008150352 A JP2008150352 A JP 2008150352A JP 2008150352 A JP2008150352 A JP 2008150352A JP 2009295906 A JP2009295906 A JP 2009295906A
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Shinichiro Mori
真一朗 森
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

【課題】基板処理装置から送信されデータベースに格納される収集データの量を低減することができる基板処理システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る基板処理装置1は,基板を処理する基板処理装置10と,基板処理装置10から送信されるデータを収集するサーバ装置16(データ収集装置)とを有する。サーバ装置16上では,収集間隔管理プログラム20が動作する。収集間隔管理プログラム20は,データ値の時間的な変化に基づいてデータの収集間隔を制御する収集間隔制御部210(制御手段)と,この収集間隔制御部210により制御された収集間隔で,基板処理装置10からデータを取得するデータ受信部204(データ取得手段)とを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、半導体基板やガラス基板等を処理する基板処理システムに関する。
従来,基板処理装置のデータを取得し,データベースに格納し,データベースに格納されたデータの分析を行い,基板処理装置が正常に動作しているか否かを判定する基板処理システムは,よく知られている。
このような基板処理システムには,基板処理装置からデータを収集するデータ収集装置が含まれている。データ収集装置は,ネットワークで接続された基板処理装置との間で対話を行って,処理を進める。例えば,データ収集装置は,データを収集する前に,収集対象のデータのリスト及び当該データの収集間隔を基板処理装置に対して送信することにより,基板処理装置が収集対象のデータを効率よく送信するように制御する。データ収集装置は,送信されたデータを取得し,データベースに格納する。データ収集装置は,データ収集を完了すると,基板処理装置に対して,データ送信の停止を指示する。格納されたデータは,プロセス改善やFDC(Fault Detection and Classification)などに用いられる。
しかしながら,効果的なデータ分析のために,収集されるデータ量が多くなるように設定されると,データベースの保存領域が,圧迫されてしまう。
本発明は、基板処理装置から送信されデータベースに格納される収集データの量を低減することができる基板処理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る第1の基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と,前記基板処理装置から送信されるデータを収集するデータ収集装置とを有し,前記データ収集装置は,データ値の時間的な変化に基づいてデータの収集間隔を制御する制御手段と,前記制御手段により制御された収集間隔で,前記基板処理装置からデータを取得するデータ取得手段とを有する。
本発明に係る第2の基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と,前記基板処理装置から送信されるデータを収集するデータ収集装置とを有し,前記基板処理装置は,データ値の時間的な変化に基づいてデータの収集間隔を制御し,前記データ収集装置は,前記基板処理装置により制御された収集間隔で,前記基板処理装置からデータを取得する。
また,本発明に係るデータ収集装置は,データ値の時間的な変化に基づいてデータの収集間隔を制御する制御手段と,前記制御手段により制御された収集間隔で,基板を処理する基板処理装置からデータを取得するデータ取得手段とを有する。
本発明に係る基板処理システムによれば、取得したデータ値の時間的な変化に基づいてデータ収集間隔が制御されるので,基板処理装置から送信されデータベースに格納される収集データの量を低減することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る基板処理システム1の構成を示す図である。
図1に示すように,基板処理システム1は、基板処理装置10,サーバ装置16、クライアント装置18−1〜18−n及びネットワーク12,14を有する。なお,クライアント装置18−1〜18−nなど、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単にクライアント装置18などと略記することがある。
サーバ装置16(データ収集装置)は、ネットワーク14を介して基板処理装置10と接続され、ネットワーク12を介してクライアント装置18と接続されている。サーバ装置16は、主に基板処理装置10より送信される基板処理装置10に関するデータを収集して,サーバ装置16のデータ記憶部202(図4を用いて後述)に保存する。サーバ装置16は、例えばEDA(Equipment Data Acquisition)規格に準拠しており、半導体メーカや半導体製造ライン毎により異なるインタフェース(データ形式)の違いに対応し、複数の基板処理装置10やクライアント装置18に対して統一したインタフェースを提供する。EDA規格は、基板処理装置とのデータの通信に関する規格であり、Web技術を用いてインタフェース(データ形式)を統一するものである。
クライアント装置18は、例えばPC(Personal Computer)であり,液晶ディスプレイ等の表示装置,及びキーボードやマウスを含む入力装置を備えている。クライアント装置18は、サーバ装置16に接続され、サーバ装置16にログインすることができるようになっている。クライアント装置18は、サーバ装置16と同様にEDA規格に準拠している。
基板処理装置10は、一例として、半導体装置(IC)の製造方法における処理装置を実施する半導体製造装置として構成されている。なお、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やCVD処理などを行なう縦型の装置を適用した実施例について述べる。
図2は、本発明の実施形態に係る基板処理装置10の斜視図を示す。
また、図3は、図2に示す基板処理装置10の側面透視図を示す。
図2及び図3に示されているように、シリコン等からなるウエハ(基板)200を収納したウエハキャリアとしてフープ(基板収容器。以下ポッドという。)110が使用されている本発明の実施形態に係る基板処理装置10は、筐体111を備えている。筐体111の正面壁111aの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口103が開設され、この正面メンテナンス口103を開閉する正面メンテナンス扉104がそれぞれ建て付けられている。
筐体111の正面壁111aにはポッド搬入搬出口(基板収容器搬入搬出口)112が筐体111の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口112はフロントシャッタ(基板収容器搬入搬出口開閉機構)113によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口112の正面前方側にはロードポート(基板収容器受渡し台)114が設置されており、ロードポート114はポッド110を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド110はロードポート114上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、ロードポート114上から搬出されるようになっている。
筐体111内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚(基板収容器載置棚)105が設置されており、回転式ポッド棚105は複数個のポッド110を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚105は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱116と、支柱116に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板(基板収容器載置台)117とを備えており、複数枚の棚板117はポッド110を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体111内におけるロードポート114と回転式ポッド棚105との間には、ポッド搬送装置(基板収容器搬送装置)118が設置されており、ポッド搬送装置118は、ポッド110を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ(基板収容器昇降機構)118aと搬送機構としてのポッド搬送機構(基板収容器搬送機構)118bとで構成されており、ポッド搬送装置118はポッドエレベータ118aとポッド搬送機構118bとの連続動作により、ロードポート114、回転式ポッド棚105、ポッドオープナ(基板収容器蓋体開閉機構)121との間で、ポッド110を搬送するように構成されている。
筐体111内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体119が後端にわたって構築されている。サブ筐体119の正面壁119aにはウエハ200をサブ筐体119内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)120が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口120には一対のポッドオープナ121がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ121はポッド110を載置する載置台122と、ポッド110のキャップ(蓋体)を着脱するキャップ着脱機構(蓋体着脱機構)123とを備えている。ポッドオープナ121は載置台122に載置されたポッド110のキャップをキャップ着脱機構123によって着脱することにより、ポッド110のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
サブ筐体119はポッド搬送装置118や回転式ポッド棚105の設置空間から流体的に隔絶された移載室124を構成している。移載室124の前側領域にはウエハ移載機構(基板移載機構)125が設置されており、ウエハ移載機構125は、ウエハ200を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置(基板移載装置)125a及びウエハ移載装置125aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)125bとで構成されている。図2に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ125bは耐圧筐体111右側端部とサブ筐体119の移載室124前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ125b及びウエハ移載装置125aの連続動作により、ウエハ移載装置125aのツイーザ(基板保持体)125cをウエハ200の載置部として、ボート(基板保持具)217に対してウエハ200を装填(チャージング)及び脱装(ディスチャージング)するように構成されている。
移載室124の後側領域には、ボート217を収容して待機させる待機部126が構成されている。待機部126の上方には、処理炉202が設けられている。処理炉202の下端部は、炉口シャッタ(炉口開閉機構)147により開閉されるように構成されている。
図2に模式的に示されているように、耐圧筐体111右側端部とサブ筐体119の待機部126右端部との間にはボート217を昇降させるためのボートエレベータ(基板保持具昇降機構)115が設置されている。ボートエレベータ115の昇降台に連結された連結具としてのアーム128には蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられており、シールキャップ219はボート217を垂直に支持し、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。ボート217は複数本の保持部材を備えており、複数枚(例えば、50〜125枚程度)のウエハ200をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
図2に模式的に示されているように、移載室124のウエハ移載装置エレベータ125b側及びボートエレベータ115側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア133を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット134が設置されており、ウエハ移載装置125aとクリーンユニット134との間には、図示はしないが、ウエハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置135が設置されている。
クリーンユニット134から吹き出されたクリーンエア133は、ノッチ合わせ装置135及びウエハ移載装置125a、待機部126にあるボート217に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体111の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット134の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環され、再びクリーンユニット134によって、移載室124内に吹き出されるように構成されている。
次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置10の動作について説明する。
図2及び図3に示されているように、ポッド110がロードポット114に供給されると、ポッド搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放され、ロードポート114の上のポッド110はポッド搬送装置118によって筐体111の内部へポッド搬入搬出口112から搬入される。
搬入されたポッド110は回転式ポッド棚105の指定された棚板117へポッド搬送装置118によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板117から一方のポッドオープナ121に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板117から一方のポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載される。この際、ポッドオープナ121のウエハ搬入搬出口120はキャップ着脱機構123によって閉じられており、移載室124にはクリーンエア133が流通され、充満されている。例えば、移載室124にはクリーンエア133として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体111の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
載置台122に載置されたポッド110はその開口側端面がサブ筐体119の正面壁119aにおけるウエハ搬入搬出口120の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構123によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド110がポッドオープナ121によって開放されると、ウエハ200はポッド110からウエハ移載装置125aのツイーザ125cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、図示しないノッチ合わせ装置135にてウエハを整合した後、移載室124の後方にある待機部126へ搬入され、ボート217に装填(チャージング)される。ボート217にウエハ200を受け渡したウエハ移載装置125aはポッド110に戻り、次のウエハ110をボート217に装填する。
この一方(上段又は下段)のポッドオープナ121におけるウエハ移載機構125によるウエハのボート217への装填作業中に、他方(下段又は上段)のポッドオープナ121には回転式ポッド棚105から別のポッド110がポッド搬送装置118によって搬送されて移載され、ポッドオープナ121によるポッド110の開放作業が同時進行される。
予め指定された枚数のウエハ200がボート217に装填されると、炉口シャッタ147によって閉じられていた処理炉202の下端部が、炉口シャッタ147によって、開放される。続いて、ウエハ200群を保持したボート217はシールキャップ219がボートエレベータ115によって上昇されることにより、処理炉202内へ搬入(ローディング)されて行く。
ローディング後は、処理炉202にてウエハ200に任意の処理が実施される。処理後は、図示しないノッチ合わせ装置135でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ200及びポッド110は筐体の外部へ払出される。
図4は,サーバ装置16上で動作する収集間隔管理プログラム20の機能構成を示すブロック図である。
図4に示すように,収集間隔管理プログラム20は,リスト記憶部200,データ記憶部202,データ受信部204,データ保存部206,判定部208,収集間隔制御部210及びリスト送信部212を有する。サーバ装置16は,CPU,メモリ及びハードディスク駆動装置等の記憶装置を有し,収集間隔管理プログラム20は,サーバ装置16のメモリにロードされ,CPUにより実行される。
リスト記憶部200は,取得対象のモニタ値,このモニタ値に対応する設定値,及びモニタ値と設定値の収集間隔のリストを記憶する。モニタ値及び設定値は,基板処理装置10に記憶されているデータである。モニタ値は,基板処理装置10内に含まれる熱電対や圧力計などのセンサにより取得された基板処理装置10の内部の状態値である。設定値は,基板処理装置10内のヒータやモータなどのデバイスへのコントロール値である。このようなリストは,予め設定され保存されている。リスト記憶部200は,サーバ装置16のメモリ及び記憶装置の少なくともいずれかにより実現される。
データ記憶部202(データベース)は,基板処理装置10から送信されたデータを記憶する。送信されるデータには,モニタ値,このモニタ値に対応する設定値,及びモニタ値が測定された時刻が含まれる。データ記憶部202は,記憶装置により実現される。したがって,データが保存されるほど,データ記憶部202内のデータ量は大きくなる。
データ受信部204(データ取得手段)は,基板処理装置10から送信されるデータを取得して,データ保存部206に対して出力する。より具体的には,データ受信部204は,後述する収集間隔制御部210により制御された収集間隔で,基板処理装置10から送信されるデータを取得する。
データ保存部206は,データ受信部204により取得されたデータをデータ記憶部202に保存する。
判定部208は,データ保存部206がデータを保存すると,データ記憶部202からデータを読み出し,データ値の時間的な変化を判定する。より具体的には,判定部208は,データに含まれるモニタ値の変化量(傾き)の偏差ΔDを算出し,この偏差ΔDが予め決められた閾値以上か否かを判定し,判定結果を収集間隔制御部210に対して出力する。また,判定部208は,モニタ値と設定値との偏差ΔVを算出し,この偏差ΔVが予め決められた閾値以上か否かを判定し,判定結果を収集間隔制御部210に対して出力する。ΔD及びΔVは,次式により算出される。
Figure 2009295906
ここで,t(i)は今回の取得時刻,t(i−1)は前回の取得時刻,m(i)は時刻t(i)におけるモニタ値,s(i)は時刻t(i)における設定値である。
収集間隔制御部210は,判定部208による判定結果に基づいて,データの収集間隔を制御する。具体的には,収集間隔制御部210は,ΔDが閾値以上である場合,ΔDが閾値未満である場合と比較して小さい値を収集間隔に設定する。例えば,収集間隔制御部210は,ΔDが閾値以上である場合,収集間隔を0.2秒に設定し,ΔDが閾値未満である場合,収集間隔を1.0秒に設定する。したがって,基板処理装置10は,制御された収集間隔で,モニタ値及び設定値を,サーバ装置16に対して送信可能になる。
なお,収集間隔制御部210は,ΔVに基づいて,データの収集間隔を制御してもよいし,ΔD及びΔVの双方に基づいて,データの収集間隔を制御してもよい。収集間隔は,モニタ値の特性,取得対象のデータなどによって,その最適値は異なる。したがって,収集間隔は,ΔD及びΔVの少なくともいずれかに基づいて算出される値であれば,特に限定されない。
リスト送信部212は,リスト記憶部200に記憶されているリストを読み出し,基板処理装置10に対して送信する。基板処理装置10は,このリストを受信することにより,リストにおいて指定されたモニタ値及び設定値を,指定された収集間隔で,サーバ装置16に対して送信可能になる。
図5は,基板処理装置10からサーバ装置16に対して送信されるモニタ値とこのモニタ値に対応する設定値との関係を示す図である。なお,モニタ値は実線で,設定値は破線で表されている。
図5に示すように,矢印aで示される範囲では,モニタ値の傾きの偏差ΔDは略0であり,モニタ値と設定値との偏差ΔVも略0である。矢印bで示される範囲では,ΔDは略0であり,ΔVは大である。矢印cで示される範囲では,ΔDは大であり,ΔVは略0である。このように,モニタ値は,設定値に追従するように変化する。
サーバ装置16は,ΔD及びΔVの少なくともいずれかが大きい場合には,短い収集間隔でデータを収集し,ΔD及びΔVの双方が小さい場合には,長い収集間隔でデータを収集する。
なお,一般的に,プロセスエンジニアや保守管理者などの作業者は,モニタ値が設定値に対してどれだけ追従して変化しているかを観察している。このような追従性は,基板処理装置10に含まれるセンサやデバイスの寿命やメンテナンスにより変化する。例えば,センサやデバイスでは,経年変化や汚物などの付着が,センシング機能の遅延や出力の低下を引き起こす。センシング機能の遅延や出力の低下は,モニタ値の軌跡の変化に現れ,設定値への追従性を低下させる。
図6は,収集間隔管理プログラム20(図4)の判定部208及び収集間隔制御部210によるデータ収集間隔設定処理(S10)を示すフローチャートである。
図6に示すように,ステップ100(S100)において,判定部208は,データ記憶部202に記憶されているデータを読み出し,ΔD及びΔVを算出する。
ステップ102(S102)において,判定部208は,ΔDは,予め決められた閾値(例えば,0.2)以上であるか否かを判定する。収集間隔管理プログラム20は,ΔDが閾値以上である場合にはS104の処理に進み,そうでない場合にはS106の処理に進む。
ステップ104(S104)において,収集間隔制御部210は,データ収集間隔を0.2秒に設定する。
一方,ステップ106(S106)において,収集間隔制御部210は,データ収集間隔を1.0秒に設定する。
図7は,サーバ装置16(図1)上で動作する収集間隔管理プログラム20の全体動作(S20)を示すフローチャートである。
図7に示すように,ステップ200(S200)において,リスト送信部212は,リスト記憶部200に記憶されているリストを読み出し,基板処理装置10に対して送信する。これにより,基板処理装置10は,当該リストに従って,サーバ装置16に対してデータを送信する。
ステップ202(S202)において,収集間隔制御部210は,データ送信間隔設定命令を基板処理装置10に対して送信し,設定された収集間隔を,基板処理装置10に設定する。これにより,基板処理装置10は,当該設定間隔に従って,サーバ装置16に対してデータを送信する。
ステップ204(S204)において,データ受信部204は,基板処理装置10から送信されるデータを受信したか否かを判定する。データ受信部204は,データを受信した場合にはステップ206(S206)の処理に進み,そうでない場合にはステップ204(S204)の処理に戻る。
ステップ206(S206)において,データ受信部204は,受信したデータをデータ保存部206に対して出力する。データ保存部206は,データ受信部204から出力されたデータを入力し,データ記憶部202に格納する。
ステップ208(S208)において,収集間隔管理プログラム20は,データ収集処理を終了するか否かを判定し,データ収集処理を終了する場合には終了し,そうでない場合にはデータ収集間隔設定処理(図6;S10)を行う。
ステップ210(S210)において,収集間隔制御部210は,データ収集間隔設定処理(S10)で設定された収集間隔が,前回までの収集間隔と同じか否かを判定する。収集間隔管理プログラム20は,設定された収集間隔が前回までの収集間隔と同じであると判定された場合にはステップ204(S204)の処理に戻り,そうでない場合にはステップ202(S202)の処理に戻る。
なお,本実施形態では,サーバ装置16が収集間隔を制御するが,基板処理装置10が収集間隔を制御してもよい。この場合,基板処理装置10は,収集間隔管理プログラム20(図4)の判定部208及び収集間隔制御部210と同等の構成を有し,ΔD及びΔVを算出し,これらの値が閾値以上であるか否かを判定し,判定結果に基づいてデータ収集間隔を制御する。
サーバ装置16は,基板処理装置10と同じフロア(例えば,クリーンルーム)に設置される必要はなく,例えば,オフィスなどの事務所エリアに配置されてもよい。
基板処理装置10は、半導体製造装置だけではなく、LCD装置などのガラス基板を処理する装置にも適用されうる。また、基板処理装置10は、炉内の処理を限定せず、CVD、PVD、酸化膜、窒化散を形成する処理、及び金属を含む膜を形成する処理を含む成膜処理を行うことができる。また、基板処理装置10は、露光装置,リソグラフィ装置,塗布装置,プラズマを利用したCVD装置などにも適用されうる。
本発明の実施形態に係る基板処理システム1の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置10の斜視図を示す。 本発明の実施形態に係る基板処理装置10の側面透視図を示す。 サーバ装置16上で動作する収集間隔管理プログラム20の機能構成を示すブロック図である。 基板処理装置10からサーバ装置16に対して送信されるモニタ値とこのモニタ値に対応する設定値との関係を示す図である。 収集間隔管理プログラム20(図4)の判定部208及び収集間隔制御部210によるデータ収集間隔設定処理(S10)を示すフローチャートである。 サーバ装置16上で動作する収集間隔管理プログラム20の全体動作(S20)を示すフローチャートである。
符号の説明
1 基板処理システム
10 基板処理装置
12,14 ネットワーク
16 サーバ装置
18 クライアント装置
20 収集間隔管理プログラム
200 リスト記憶部
202 データ記憶部
204 データ受信部
206 データ保存部
208 判定部
210 収集間隔制御部
212 リスト送信部

Claims (1)

  1. 基板を処理する基板処理装置と,
    前記基板処理装置から送信されるデータを収集するデータ収集装置と
    を有し,
    前記データ収集装置は,
    データ値の時間的な変化に基づいてデータの収集間隔を制御する制御手段と,
    前記制御手段により制御された収集間隔で,前記基板処理装置からデータを取得するデータ取得手段と
    を有する基板処理システム。
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