JP2011035103A - 搬送装置及び処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】被処理体の処理室における再加熱時間の短縮が可能であるとともに、複数の被処理体を搬送しても、これら複数の被処理体各々の温度を精度良く制御することも可能な搬送装置を提供すること。
【解決手段】ベース５１と、被処理体Ｇを支持し、ベース５１に対して進出退避して被処理体Ｇを搬送する被処理体支持体５２と、被処理体支持体５２の少なくとも上下に設けられ、被処理体支持体５２に支持された被処理体Ｇからの輻射熱を反射する反射体８０と、を具備する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、太陽電池に用いる大型基板等の被処理体を搬送する搬送装置、及びこの搬送装置を備えた、被処理体に処理を行う処理システムに関する。
太陽電池や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの製造過程においては、大型のガラス基板にエッチング、あるいは成膜等の所定の処理を一枚ごとに施す処理室と、所定の処理の前に基板を予めプロセス温度まで予備加熱する予備加熱室を備えた枚葉方式のマルチチャンバタイプの処理システムが知られている（例えば、特許文献１）。
このような処理システムは、大型の基板（被処理体）を搬送する搬送装置が設けられた共通搬送室を有し、この共通搬送室の周囲に処理前及び処理後の被処理体を交換するロードロック室と、上述した予備加熱室及び処理室とを備えている。被処理体は、共通搬送室に設けられた搬送装置を用いて、ロードロック室から予備加熱室へ、予備加熱室から処理室へ、処理室からロードロック室へと搬送される。
特開平１０−９８０８５号公報
所定の処理の前に、基板を予備加熱室にて予めプロセス温度まで予備加熱する方式は、処理室内において基板をプロセス温度まで加熱する方式に比較して、処理時間を短縮できる利点がある。しかしながら、予備加熱室から処理室まで基板を搬送する間に基板の温度が下がってしまい、処理室における再加熱時間が長くかかってしまう、という事情がある。
さらに、複数の基板を一度に処理するバッチ方式おいては、最上段、及び最下段にある基板と、上下に加熱された基板が存在する中段にある基板との温度差が大きくなってしまい、複数の基板各々の温度を精度よく制御することが難しい、という事情がある。
この発明は、被処理体の処理室における再加熱時間の短縮が可能であるとともに、複数の被処理体を搬送しても、これら複数の被処理体各々の温度を精度良く制御することも可能な搬送装置、及びこの搬送装置を用いた処理システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様に係る搬送装置は、ベースと、被処理体を支持し、前記ベースに対して進出退避して前記被処理体を搬送する被処理体支持体と、前記被処理体支持体の少なくとも上下に設けられ、前記被処理体支持体に支持された前記被処理体からの輻射熱を反射する反射体と、を具備する。
この発明の第２の態様に係る処理システムは、共通搬送室と、前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を予備加熱する予備加熱室と、前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を処理する処理室と、前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を交換するロードロック室と、前記共通搬送室に設けられた、前記被処理体を搬送する、上記第１の態様に係る搬送装置と、を具備する。
この発明によれば、被処理体の処理室における再加熱時間の短縮が可能であるとともに、複数の被処理体を搬送しても、これら複数の被処理体各々の温度を精度良く制御することも可能な搬送装置、及びこの搬送装置を用いた処理システムを提供できる。
この発明の一実施形態に係る処理システムを概略的に示す平面図 図２Ａは搬送装置の一例を概略的に示した側面図、図２Ｂは図２Ａに示す矢印２Ｂに示す方向から見た正面図 被処理体支持体がベースに対して進出退避する様子を示す図 図４Ａ及び図４Ｂ搬送中の被処理体の状態を示す図 被処理体から熱が放射される状態を示す図 被処理体から熱が放射される状態を示す図 搬送装置の他例を概略的に示した側面図
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
本説明においては被処理体の一例として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられる大型ガラス基板を挙げ、この大型ガラス基板に対して所定の処理、例えば、エッチング、あるいは成膜等施す処理システムを例示しながら説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る処理システムを概略的に示す平面図である。
図１に示すように、一実施形態に係る処理システム１は、共通搬送室１０と、この共通搬送室１０に接続された被処理体Ｇを予備加熱する予備加熱室２０、被処理体Ｇにエッチングや成膜等の処理を施す処理室３０ａ、３０ｂ、及び大気側に配置された被処理体収容容器（図示せず）と真空に保持された共通搬送室１０との間で被処理体Ｇを交換するロードロック室４０と、共通搬送室１０に設けられた、被処理体Ｇを搬送する搬送装置５０とを備えている。共通搬送室１０は平面形状が矩形状をなし、予備加熱室２０、処理室３０ａ、３０ｂ、ロードロック室４０は、共通搬送室１０の各側面に、それぞれゲートバルブ６１、６２ａ、６２ｂ、６３を介して接続されている。また、ロードロック室４０の大気側にはゲートバルブ６４が設けられている。なお、本例においては共通搬送室１０の平面形状は矩形状として構成されるが、共通搬送室１０の平面形状を多角形、例えば六角形あるいは八角形に構成し、予備加熱室、処理室あるいはロードロック室を追加した構成にしても良い。
本例においては、共通搬送室１０、予備加熱室２０、処理室３０ａ、３０ｂは真空チャンバとして構成され、それぞれ内部に被処理体Ｇを載置する載置台２１、３１ａ、３１ｂを有し、所定の減圧雰囲気に保持されるようになっている。また、真空予備室であるロードロック室４０は、大気側に配置された被処理体収容容器（図示せず）と、真空に保持された共通搬送室１０との間で被処理体Ｇを交換するためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気との間で切り替え可能な真空予備室として機能する。
この処理システム１は、一度に複数枚、例えば三枚の被処理体Ｇを高さ方向に水平に載置して処理するように構成されており、外部の被処理体収容容器から図示しない大気側搬送装置によりゲートバルブ６４を介してロードロック室４０に複数枚の被処理体Ｇが搬入され、搬入された被処理体Ｇはロードロック室４０からゲートバルブ６３を介して共通搬送室１０へ、この共通搬送室１０からゲートバルブ６１を介して予備加熱室２０へ、この予備加熱室２０からゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを介して処理室３０ａまたは３０ｂへと搬送される。そして、処理室３０ａまたは３０ｂにおいて処理が終了した被処理体Ｇは、処理室３０ａまたは３０ｂからゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを介して共通搬送室１０へ、この共通搬送室１０からゲートバルブ６３を介してロードロック室４０へと搬送され、処理が終了した被処理体Ｇがロードロック室４０から搬送される。なお、本例においては、処理室３０ａおよび処理室３０ｂは同一の処理を行う処理室であるが、異なる処理を行う処理室として構成してもよい。すなわち、処理室３０ａにおいて第一工程を処理し、引き続き行われる第二工程を処理室３０ｂにおいて連続して処理するという構成でも良い。
搬送装置５０は、共通搬送室１０と、予備加熱室２０、処理室３０ａ、３０ｂ及びロードロック室４０との相互間で被処理体Ｇを搬送する。このため、搬送装置５０は、共通搬送室１０と、予備加熱室２０、処理室３０ａ、３０ｂ及びロードロック室４０それぞれとの間での進出退避動作、昇降動作、並びに旋回動作が可能に構成されている。
処理システム１の各構成部は、制御部（コンピュータ）７０により制御される。制御部７０はマイクロプロセッサを備えたプロセスコントローラ７１を有しており、このプロセスコントローラ７１には、オペレータが処理システム１を管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、処理システム１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース７２と、処理システム１で実行される各種処理をプロセスコントローラ７１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて処理システム１に所定の処理を実行させるための制御プログラムやレシピが格納された記憶部７３とが接続されている。記憶部７３は記憶媒体を有しており、レシピ等はその記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。レシピ等は、必要に応じてユーザーインターフェース７２からの指示等にて記憶部７３から読み出し、プロセスコントローラ７１に実行させることで、プロセスコントローラ７１の制御下で、処理システム１での所望の処理が行われる。
次に、処理システム１における処理動作の一例を説明する。
まず、ゲートバルブ６４を開けて大気側被処理体搬送装置（図示せず）により複数枚、例えば三枚の未処理の被処理体Ｇを大気雰囲気のロードロック室４０に搬入し、ゲートバルブ６４を閉じてロードロック室４０内を減圧雰囲気とする。そして、ゲートバルブ６３を開け、搬送装置５０をロードロック室４０に進出させ、ロードロック室４０内に搬入された未処理の被処理体Ｇを受け取る。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じる。次いで、搬送装置５０を予備加熱室２０に相対するように旋回させる。次いで、ゲートバルブ６１を開け、搬送装置５０を予備加熱室２０に進出させ、未処理の被処理体Ｇを予備加熱室２０へ搬送する。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６１を閉じた後、予備加熱室２０において被処理体Ｇの予備加熱を開始する。予備加熱が終了したら、ゲートバルブ６１を開け、搬送装置５０を予備加熱室２０に進出させ、予備加熱済みの被処理体Ｇを受け取る。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６１を閉じる。次いで、搬送装置５０を処理室３０ａまたは３０ｂに相対するように旋回させる。次いで、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを開け、搬送装置５０を処理室３０ａまたは３０ｂに進出させ、予備加熱済みの被処理体Ｇを処理室３０ａまたは３０ｂへ搬送する。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを閉じ、処理室３０ａまたは３０ｂにおける処理を開始する。処理が終了したら、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを開け、搬送装置５０を処理室３０ａまたは３０ｂに進出させ、処理済みの被処理体Ｇを受け取る。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを閉じる。次いで、搬送装置５０をロードロック室４０に相対するように旋回させる。次いで、ゲートバルブ６３を開け、搬送装置５０をロードロック室４０に進出させ、処理済みの被処理体Ｇをロードロック室４０へ搬送する。次いで、搬送装置５０を共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じ、ロードロック室４０内を大気雰囲気にする。この後、ゲートバルブ６４を開けて大気側被処理体搬送装置（図示せず）により処理済みの被処理体Ｇをロードロック室４０から搬出する。
次に、搬送装置５０について説明する。
図２Ａは搬送装置５０の一例を概略的に示した側面図、図２Ｂは図２Ａに示す矢印２Ｂに示す方向から見た正面図である。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、一例に係る搬送装置５０は、基本的に、ベース５１と、被処理体Ｇを支持し、ベース５１に対して進出退避して被処理体Ｇを搬送する被処理体支持体５２とから構成される。
さらに、搬送装置５０は、ベース５１を昇降及び旋回させる昇降旋回機構５３、及び被処理体支持体５２を進出退避させる進出退避機構５４を備えている。昇降旋回機構５３がベース５１を昇降及び旋回させることで、搬送装置５０自体が昇降及び旋回する。
被処理体支持体５２は、本例では、基部５５と、基部５５から水平方向に延びた支持部材５６（図中５６ａ〜５６ｃ）とを有している。基部５５はベース５１上をスライド可能に構成されており、進出退避機構５４が基部５５を進出退避させることで、図３に示すように、被処理体支持体５２がベース５１に対して進出退避する。
また、本例の被処理体支持体５２は、支持部材５６を高さ方向に複数段備えており、一度に複数枚の被処理体Ｇを搬送することが可能になっている。本例では、一例として三段の支持部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃを備えた搬送装置５０を示しており、一度に三枚の被処理体Ｇを搬送することができる。
さらに、一例に係る搬送装置５０は、被処理体支持体５２に支持された被処理体Ｇからの輻射熱、主に赤外線を反射する反射体８０を持つ。
反射体８０は、ベース５１上に退避した状態の被処理体支持体５２の少なくとも上下に設けられ、搬送中の被処理体Ｇを挟むように配置されている。
また、本例のように、被処理体支持体５２が多段の支持部材５６ａ、５６ｂ、５６ｃを備えている場合には、反射体８０は、少なくとも最下段の支持部材５６ａの下方と、最上段の支持部材５６ｃの上方とに配置する。
このように反射体８０を配置することで、被処理体Ｇは、図４Ａに示すように、これら反射体８０により挟まれた状態で搬送されることになる。そして、搬送中の被処理体Ｇから放射された熱は、上下に配置された反射体８０により反射されるようになる。
また、本例の反射体８０は、被処理体支持体５２の上下に加え、被処理体支持体５２の側部にもさらに配置される。これにより、反射体８０は、例えば、図４Ｂに示すように、筒状の形状をなすようになり、複数の被処理体Ｇは、筒状の反射体８０により囲まれた状態で、搬送されることになる。
反射体８０は、被処理体支持体５２に支持された被処理体Ｇからの輻射熱を反射する。このため、反射体８０の被処理体Ｇに相対する面が少なくとも熱を反射することが可能な熱反射面とされる。本例では、筒状の反射体８０の内側の面が少なくとも熱反射面とされる。熱反射面は赤外線を反射しやすい材質（例えばアルミニウム）で作成し、その表面は鏡面、あるいは金属を磨いた磨き面であることが好ましい。
このように、一実施形態に係る処理システム１が備える搬送装置５０は、被処理体Ｇからの輻射熱を反射する反射体８０を有し、被処理体Ｇを反射体８０により挟まれ、又は囲まれた状態で搬送することができる。減圧雰囲気では、気体を伝熱媒体にした冷却あるいは気体の対流による冷却の影響が小さく、加熱された被処理体Ｇの冷却は被処理体Ｇ自体からの輻射熱（赤外線）の放出による影響が大きい。このため、反射体８０を持たない搬送装置に比較して、搬送中における被処理体Ｇの温度の低下、例えば、予備加熱室２０から処理室３０ａまたは３０ｂへ搬送する際の温度の低下を大きく抑制することができる。よって、搬送装置５０によれば、被処理体Ｇの処理室における再加熱時間の短縮することができる。
また、反射体８０は被処理体支持体５２の上下にあれば良いが、反射体８０を、例えば、筒状に構成し、ベース５１上に退避した状態の被処理体支持体５２の周囲を囲むようにすると、搬送中における被処理体Ｇの温度の低下を、さらによく抑制することができる。
さらに、一実施形態に係る処理システム１が備える搬送装置５０によれば、次のような利点も得ることができる。
例えば、搬送装置５０が一度に複数枚の被処理体Ｇを搬送するとき、例えば、三枚以上被処理体Ｇを搬送するとき、最上段及び最下段の被処理体Ｇと中段の被処理体Ｇとの温度差が大きくなる、という事情がある。
これは、例えば、図５に示すように、中段に配置された被処理体Ｇ２は、熱を放射しても、上下に配置された被処理体Ｇ１、Ｇ３からの輻射熱を受けるため温度の低下が抑制される。しかし、最上段の被処理体Ｇ３、及び最下段の被処理体Ｇ１は上、又は下のいずれかにしか被処理体がないので、中段の被処理体Ｇ２よりも温度が低下しやすい。このため、三枚以上被処理体Ｇを搬送するときには、最上段及び最下段の被処理体Ｇ１、Ｇ３と中段の被処理体Ｇとの温度差が大きくなるのである。
これに対して、一実施形態に係る処理システム１が備える搬送装置５０によれば、図６に示すように、最上段の被処理体Ｇ３にあってはその上部に反射体８０ａがあり、最下段の被処理体Ｇ１にあってはその下部に反射体８０ｂがある。このため、三枚以上被処理体Ｇを搬送しても、最上段及び最下段の被処理体Ｇ１、Ｇ３と中段の被処理体Ｇとの温度差が大きくなることを抑制でき、複数の被処理体各々の温度を精度良く制御することもできる。
以上、この発明を一実施形態に従って説明したが、この発明は上記一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。また、この発明の実施形態は上記一実施形態が唯一のものでもない。
例えば、上記一実施形態においては、被処理体支持体５２の少なくとも上下に反射体８０を設ける例を説明したが、例えば、被処理体支持体５２の支持部材５３の表面にも、被処理体Ｇからの輻射熱を反射する反射体を設けるようにしても良い。
さらに、反射体を、ベース５１の表面にも設けるようにしても良い。
また、上記一実施形態においては、反射体８０を筒状とした例を示したが、ベース５１に箱形のフレームを取り付け、このフレームに反射板を取り付けるような構造としても良い。
また、上記一実施形態では三枚の被処理体Ｇを一括して搬送し、処理する処理システムを示したが、これに限らず、例えば、図７に示すように、搬送装置５０は、一段の支持部材５６のみを有し、一枚の被処理体Ｇを搬送する構成であっても良い。また、搬送装置５０は、特に図示しないが三段以外の支持部材を有し、三枚以外の複数枚の被処理体Ｇを搬送する構成であってもよい。
また、上記一実施形態では、被処理体支持体５２の例として、基部５５から水平方向に延びる支持部材５６を有し、ベース５１上を、基部５５がスライドする例を示したが、被処理体支持体５２はこの構成に限られるものではなく、被処理体支持体５２を搬送する構成であればいかなるものでも良い。例えば、支持部材５６が、さらにスライドするような構成であってもよい。さらに、搬送方式として、ベース５１上を被処理体支持体５２がスライドする方式に限らず、例えば、関節を有するスカラー型の搬送方式とされても良い。
さらにまた、上記一実施形態では、被処理体として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられるガラス基板を示したが、被処理体はガラス基板に限定されず半導体ウエハ等の他の基板であってもよい。
１０…共通搬送室、２０…予備加熱室、３０…処理室、４０…ロードロック室、８０…反射体、Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３…被処理体。

Claims (7)

  1. ベースと、
    被処理体を支持し、前記ベースに対して進出退避して前記被処理体を搬送する被処理体支持体と、
    前記被処理体支持体の少なくとも上下に設けられ、前記被処理体支持体に支持された前記被処理体からの輻射熱を反射する反射体と、
    を具備することを特徴とする搬送装置。
  2. 前記被処理体支持体が、前記反射体の間に多段に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
  3. 前記反射体が、前記被処理体支持体を筒状に覆っていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
  4. 少なくとも前記反射体の前記被処理体に相対する面が熱を反射することが可能な熱反射面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の搬送装置。
  5. 前記被処理体支持体の表面に、前記被処理体からの輻射熱を反射する反射体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載の搬送装置。
  6. 前記ベースの表面に、前記被処理体からの輻射熱を反射する反射体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか一項に記載の搬送装置。
  7. 共通搬送室と、
    前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を予備加熱する予備加熱室と、
    前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を処理する処理室と、
    前記共通搬送室に接続された、前記被処理体を交換するロードロック室と、
    前記共通搬送室に設けられた、前記被処理体を搬送する、請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載された搬送装置と、
    を具備することを特徴とする処理システム。
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