CN101839644B - 基板处理系统和基板处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板处理系统和基板处理方法。所述基板处理系统(10)包括输送部(15)、第一处理室(16)、第二处理室(18)和主控制部(30)。输送部(15)具有输送工件(20)的输送机械手(22)。第一处理室(16)和第二处理室(18)配置在输送部(15)的周围。第一处理室(16)和第二处理室(18)分别具有在搬入和搬出工件(20)时能打开或关闭的门(162、182)。主控制部(30)控制输送机械手(22)和门(162、182)的动作，使得输送机械手(22)不是对第一处理室(16)或第二处理室(18)中的任意一个连续进行搬入或搬出，而是对第一处理室(16)和第二处理室(18)交替进行搬入或搬出。

Description

基板处理系统和基板处理方法

技术领域

本发明涉及对液晶玻璃等基板实行焙烧(焼成)等热处理的基板处理系统和能够用于该系统的基板处理方法。

背景技术

当在彩色滤光器制造工程等中对液晶玻璃等基板进行热处理时，为了有效地进行基板的搬入、处理和搬出，往往使用系统化了的结构。

在此用图1简单说明以往的基板处理系统中的基板输送的控制内容。以往，从图外的搬入部把未处理的工件取出的输送机械手22，例如从第一处理室16的多层架166的最上层搬出处理完的工件，然后把未处理工件搬入到该空出来的层中。此后输送机械手22把处理完的工件输送到图外的搬出部。接着，输送机械手22再从搬入部取出未处理工件，这次从第一处理室16的多层架166的从上数的第二层搬出处理完的工件，然后把未处理工件搬入到该空出来的层中。反复进行同样的动作，输送机械手22首先对第一处理室16的多层架的从最上层到最下层的各层进行搬出处理完的工件的处理和搬入未处理工件的处理。在完成对第一处理室16的多层架166的从最上层到最下层的各层的搬出处理完的工件的处理和搬入未处理工件的处理后，与上述相同，对第二处理室18的多层架186的从最上层到最下层的各层进行搬出处理完的工件的处理和搬入未处理工件的处理。

在这种基板处理系统中，在对基板进行热处理时，涂敷在基板上的具有升华性质的成分(例如含有光致抗蚀剂的具有升华性质的成分)气化，因该升华物造成炉内的洁净度降低。

因此，以往对利用通风道等把产生的升华物从炉内吸出的排气系统想了各种办法。例如有一种热处理装置为了降低升华气体的浓度，对换气用的空气进行加热后，导入到通过工件的循环空气的上游部位，并且把一部分通过工件的空气排出(例如参照日本专利公开公报特开平10-141868号)。

在包括上述的日本专利公开公报特开平10-141868号的热处理装置在内的以往的热处理装置中，如果要提高生产率(throughput)，就必须要尽可能缩短把基板搬入炉中的时间间隔，但是如果缩短搬入基板的时间间隔，则为了使升华物气体的浓度低，就必须要增加排气量。

而且，伴随排气量的增加，排热量或供气的加热容量也要增加，其结果为了使炉内保持在设定温度，就必须从加热器向炉内提供更多的热量。

因此，在包括上述的日本专利公开公报特开平10-141868号的热处理装置在内的以往的热处理装置中，电耗必然与生产率的提高成比例增加，因而要削减电耗就要牺牲生产率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够不牺牲生产率就能实现削减电耗的基板处理系统和基板处理方法。

本发明的基板处理系统对基板进行热处理。作为基板的例子可以举出：液晶显示器和等离子体显示器用的玻璃基板、半导体装置中使用的半导体晶片等。

该基板处理系统包括输送部、多个处理室以及控制部。输送部具有输送基板的输送机械手。多个处理室分别配置在输送部的周围。各处理室具有在搬入和搬出基板时能够打开或关闭的门。

控制部至少控制输送部和处理室。控制部控制输送机械手和门的动作，使得输送机械手不是连续对同一个处理室进行搬入或搬出，而是顺次对多个处理室进行搬入或搬出。

在这种结构中，每个生产节拍时间(tact time)进行不同的处理室门的打开或关闭动作，针对不同的处理室把基板按顺序搬入或搬出。通过这样变更把基板向多个处理室投入的顺序，能够抑制在单一的处理室内每单位时间的升华物气体的生成量，降低炉内的升华物气体的浓度。

其结果与以往相比，运转时能够缩减排气量和供气量，并能够削减伴随排气的排热。即，能够不降低生产率就能进行节能运转。此外也能够使去除附着在炉内的升华物等的维护频率降低。

按照本发明，能够不牺牲生产率就能实现大幅度降低电耗。

附图说明

图1是表示以往的基板处理系统控制基板输送的内容的图。

图2是表示本发明实施方式的基板处理系统概要的俯视图。

图3是表示第一处理室、第二处理室和输送机械手概要的侧剖视图。

图4是表示基板处理系统概要的框图。

图5是表示主控制部控制内容的图。

图6是表示本发明另外的实施方式的基板处理系统简要结构的俯视图。

图7是简要表示具有n个处理室的基板处理系统的效果的图。

图8是表示本发明另外的实施方式的处理室简要结构的图。

具体实施方式

图2是表示本发明实施方式的基板处理系统10的概要。在该实施方式中，基板处理系统10进行彩色滤光器的制造工程，但本发明的应用范围不限定于彩色滤光器的制造工程。

基板处理系统10包括搬入部12、搬出部14、输送部15、第一处理室16和第二处理室18。搬入部12、搬出部14和输送部15配置在用透明构件覆盖的清洁单元内部。

搬入部12作为未处理工件(基板)20的搬入口起作用。在本实施方式中，工件20是长边约2.5米、短边约2.2米的长方形玻璃基板，但热处理系统10处理的工件20的种类不限于此。搬出部14能够装入处理完的工件20。

输送部15位于热处理系统10的中央部，配置成分别与搬入部12、搬出部14、第一处理室16和第二处理室18邻接。输送部15在内部设置有输送机械手22。输送机械手22在搬入部12、搬出部14、第一处理室16和第二处理室18之间输送工件20。第一处理室16和第二处理室18对搬入的工件20进行热处理。

图3表示第一处理室16、第二处理室18和输送机械手22的概要结构。第一处理室16包括：炉体164，具有把工件20搬入和搬出的开口部；以及门162，有选择地遮挡开口部。

炉体164具有多层架166，该多层架166能把工件20支承在各层上。门162由多个挡板片构成，所述多个挡板片被支承成能够分别沿在垂直方向上延伸的轴升降。各挡板片能够相互合作进行升降，例如通过使相邻的两个挡板片分离或接触，能够把工件20搬入和搬出多层架166的所希望的层。

第二处理室18与第一处理室16相同，也至少包括炉体184、门182和多层架186。它们的结构实际上与第一处理室16相同，所以在此省略说明。

输送机械手22具有手225，该手225能够支承工件20。输送机械手22通过使手225升降和转动，能够相对于多层架166和多层架186的任意的层搬入和搬出工件20。

图4是表示基板处理系统10的概要的框图。如图4所示，第一处理室16至少包括门驱动部169、换气部168、热处理部167和控制部165。门驱动部169能够进行上述的门166的打开或关闭动作。换气部168具有：导入部，把外部气体导入炉体164内；以及排气部，把炉体164内部的气体排出。换气部168设定适合室内的升华物气体浓度的排气量和供气量。热处理部167在设定的温度(例如230℃)下对炉体164进行加热，能够对搬入炉体164内的工件20进行热处理。控制部165根据由主控制部30提供的控制信息，控制第一处理室16各部的动作。

第二处理室18至少具有门驱动部189、换气部188、热处理部187和控制部185。它们的结构与上述的门驱动部169、换气部168、热处理部167和控制部165相同，在此省略说明。

输送机械手22包括移动机构部226、手驱动部224和控制部222。移动机构部226至少包括使输送机械手22在水平方向上移动的机构以及使输送机械手22转动的机构。手驱动部224能够使手225进行升降动作、水平方向的移动、转动动作以及握持或松开工件20。控制部222根据来自主控制部30的控制信息，控制输送机械手22各部的动作。

图5是用于说明主控制部30控制内容的图。在本实施方式的基板处理系统10中，主控制部30使输送机械手22交替对第一处理室16或第二处理室18进行搬入或搬出。因此，在此不是如图1所示，在对从第一处理室16的多层架166的最上层到最下层的各层完成搬出处理完的工件20的处理和搬入未处理工件20的处理后，对从第二处理室18的多层架186的最上层到最下层的各层进行搬出处理完的工件20的处理和搬入未处理工件20的处理，而是顺次进行对第一处理室16的搬出处理完的工件20的处理和搬入未处理工件20的处理；以及对第二处理室18的搬出处理完的工件20的处理和搬入未处理工件20的处理。

具体地说，主控制部30使输送机械手22取出搬入部12的未处理工件20。接着，主控制部30根据有关要搬入的位置和顺序的存储信息，打开第一处理室16的门162，此后通过控制输送机械手22的动作，从多层架166对应的层搬出处理完的工件20，把未处理工件20搬入变成空出来的层的同一层中。其中所谓处理完的工件20是指在搬入到第一处理室内后经过热处理所必须的规定时间的工件20。

此后，主控制部30使输送机械手22把处理完的工件20向搬出部14排出，使输送机械手22移动到搬入部12的前面，取出搬入部12的未处理工件20。

接着，主控制部30根据有关要搬入的位置和顺序的存储信息，打开第二处理室18的门182，此后，通过控制输送机械手22的动作，从多层架186对应的层搬出处理完的工件20，把未处理工件20搬入变成空出来的层的同一层中。

此后，主控制部30使输送机械手22把处理完的工件20向搬出部14排出，使输送机械手22移动到搬入部12的前面，从搬入部12取出未处理工件20。

控制输送机械手22和门162、182的动作，使得以后也通过顺次继续对第一处理室16和第二处理室18进行上述的动作，对支承在第一处理室16和第二处理室18内的多层架166、186上的所有的工件20进行规定时间的热处理。

其中表示的例子是：输送机械手22按多层架166的最上层→多层架186的最上层→多层架166从上数的第二层→多层架186从上数的第二层→……→多层架166的最下层→多层架186的最下层的顺序进行搬入或搬出，但搬入或搬出的顺序不限于该例。

图6表示具有六个处理室17的基板处理系统11的概要结构。基板处理系统11包括搬入部12、搬出部14、输送部150以及六个处理室17。基板处理系统11除了处理室17的个数为六个以外，其基本的结构与基板处理系统10相同。

在基板处理系统11中，输送机械手22被控制成顺次对六个处理室17进行搬入或搬出，而不是连续对同一个处理室17进行搬入或搬出。

其中，主控制部30根据有关要搬入的位置和顺序的存储信息，对六个处理室17中的一个进行搬出处理完的工件20的处理和把未处理工件20搬入到变成空出来的层的同一层中的处理。此后，主控制部30使输送机械手22把处理完的工件20向搬出部14排出，使输送机械手22移动到搬入部12的前面，取出搬入部12的未处理工件20。然后，对六个处理室17中的下一个进行同样的动作。控制输送机械手22和门162、182的动作，使得以后也通过对六个处理室17顺次继续上述的动作，对支承在六个处理室17内的多层架上的所有的工件20进行规定时间的热处理。

如上所述，在处理室为两台的情况下，对第一处理室进行处理完的工件20的搬出和未处理工件20的搬入这样的成对的操作，此后对第二处理室进行同样的成对的操作，以后对第一处理室和第二处理室反复交替进行该操作。此外，在基板处理系统中设置六台处理室的情况下，按第一～第六处理室的顺序进行上述成对的操作，此后也进行同样的操作。

如果对把该方式一般化成处理室有n台的情况进行说明，则主控制部30对第一处理室进行处理完的工件20的搬出和未处理工件20的搬入这样的成对操作，接着对第二处理室进行同样的操作，对第n-1处理室进行同样的操作，然后对第n处理室进行同样的处理后，再重新对第一处理室进行同样的操作，以后顺次继续这样的操作。其结果与处理室的数量无关，对于所有的工件20都能够使它们在室内滞留的时间相同。

一般而言，如果基板处理系统内的处理室数量增加，则更能减少排气量和加热器的容量。例如与图2所示的基板处理系统10相比，图6所示的基板处理系统11能够进一步减少排气量和加热器的容量。

例如，如图6所示，在设置多个处理室的基板处理系统11中，通过分配工件20的投入顺序，能够使每单位时间的最大投入个数平均化，并能够抑制单一处理室17中每单位时间的升华物气体的生成量。此外，能够削减加热器的容量，削减运行成本。而且由于能够容易防止升华物附着在处理室17内，所以能够提高处理室17的维护性能。

图7简要表示具有n个处理室的基板处理系统10的效果。其中，以作为基板处理系统10整体的生产率与以往的基板处理系统相同为前题进行说明。如图7所示，在基板处理系统10中，对于各第一～第n处理室，能够把工件20的投入时间间隔放大n倍(n为在系统中设置的处理室数量)。其结果在理论上能够把伴随投入工件20产生的升华气体的生成量抑制到1/n。而且，对于为了使各第一～第n处理室保持在各自允许的洁净度所需要的换气量亦即排气量，在理论上也可以抑制到1/n。因此，可以简化换气部168和换气部188的结构，此外，能够降低在换气部168和换气部188中消耗的电量。

因此，由于把使各第一～第n处理室内保持在设定温度所需要的加热器的容量，在理论上也能够抑制到1/n，所以能够大幅度削减基板处理系统10的耗电量。

例如，在具有第一处理室16或第二处理室18的基板处理系统10中，如果把以往基板搬入时间间隔从60秒的程度放大到120秒，则能够使升华物气体的生成量从30ppm减少到15ppm。因此，在使室内的污染程度采用与以往相同的标准运行的情况下，由于能够使排气量从40m³/分钟降低到20m³/分钟，所以在理论上能够使用于补充排气部分热量的加热器的容量从90kw降低到45kw。也就是说，在理论上能够不降低生产率就能把耗电量抑制到以往的一半左右。

此外，除了在上述的实施方式中说明的动作以外，在本发明的基板处理系统中，按照输送机械手22的臂和手的结构能够进行多种运转。例如在上述的实施方式中，输送机械手22在把处理完的工件20从处理室取出的同时，进行把握持着的未处理工件20搬入处理室的动作，但在使用一次只能握持单一的工件20的输送机械手时，也可以使输送机械手22按搬出处理完的工件20→向搬出部14移动→向搬入部12移动→搬入未处理工件20这样的流程动作。此外，在这种情况下，优选的是在输送机械手22离开处理室期间关闭处理室的门。

此外，在上述的实施方式中，对输送机械手22使一个一个的工件20进出处理室的情况进行了说明，但也可以使输送机械手22一次使多个(例如靠近的两个)工件20进出处理室。

此外，在本发明的基板处理系统中使用的处理室的结构不限于上述的结构。例如图8所示，也可以在本发明的基板处理系统中使用这样的处理室：对应于各层设置可以转动的小门40，并且利用气缸驱动使各小门40打开或关闭。

在上述的实施方式中，对设置在基板处理系统10、11中的处理室的数量为两个或六个的情况进行了说明，但处理室的个数只要是两个以上即可，不限于上述的例子。

上述实施方式的说明都只是例示，不应该认为是限制的内容。本发明的范围不是由上述的实施方式表示，而是由权利要求来表示。此外，本发明的范围包括与权利要求等同的内容和在本发明范围内进行的所有的变更。

Claims (2)

1.一种基板处理系统，用于对基板进行热处理，包括：多个处理室，对基板进行热处理；输送机械手，对基板进行输送；以及控制部，控制所述处理室和所述输送机械手，

所述基板处理系统的特征在于：

所述处理室具有：多层架，能够把基板支承在各层上；以及门，在搬入和搬出基板时对应于多层架的所希望的层能够打开或关闭，

所述控制部控制所述输送机械手和所述门的动作，把搬入到一个处理室内后经过了规定时间的基板，从该一个处理室搬出，接着把未处理基板搬入到该一个处理室内，然后，把搬入到另一个处理室内后经过了规定时间的基板，从该另一个处理室搬出，接着把未处理基板搬入到该另一个处理室内，通过以后对所述多个处理室也顺次继续这样的动作，来对所述多个处理室内的支承在所述多层架上的所有基板进行规定时间的热处理。

2.一种基板处理方法，应用于对基板进行热处理的基板处理系统中，

所述基板处理系统包括：多个处理室；对基板进行输送的输送机械手；以及控制部，控制所述处理室和所述输送机械手，

所述处理室具有：多层架，能够把基板支承在各层上；以及门，在搬入和搬出基板时对应于多层架的所希望的层能够打开或关闭；

所述基板处理方法的特征在于：

所述输送机械手把搬入到一个处理室内后经过了规定时间的基板，从该处理室搬出，接着把未处理基板搬入到该处理室内，然后，把搬入到另一个处理室内后经过了规定时间的基板，从该另一个处理室搬出，接着把未处理基板搬入到该另一个处理室内，通过以后对所述多个处理室也顺次继续这样的动作，来对所述多个处理室内的支承在所述多层架上的所有基板进行规定时间的热处理。

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