KR20140033323A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20140033323A
KR20140033323A KR1020137018337A KR20137018337A KR20140033323A KR 20140033323 A KR20140033323 A KR 20140033323A KR 1020137018337 A KR1020137018337 A KR 1020137018337A KR 20137018337 A KR20137018337 A KR 20137018337A KR 20140033323 A KR20140033323 A KR 20140033323A
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KR
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sheet
conveyance
shuttle
board
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KR1020137018337A
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고로 후루타니
다카시 데라다
요시테루 후쿠다
노리오 와다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

매엽 처리 또는 배치 처리의 종류에 관계없이, 기판에 실시하는 일련의 처리를 신규한 기판 반송 방식에 의해 효율적으로 또한 고작업 처리량으로 행하는 것.
이 기판 처리 장치는, 가로로 긴 프로세스 스테이션(10)을 시스템 중심부에 배치하고, 그 길이 방향(X 방향)의 양측 단부에 로더(12) 및 언로더(14)를 연결하고 있다. 프로세스 스테이션(10)은, 로더(12)로부터 언로더(14)를 향하여 시스템 길이 방향(X 방향)으로 직선으로 연장되는 반송 라인(28)을 가지며, 이 반송 라인(28)을 사이에 두고 그 좌우 양측에 다수 및 다종류의 처리 유닛(44∼54)을 배치하고 있다. 반송 라인(28) 상에는, 복수의 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)와 복수의 셔틀 반송부(38, 40, 42)가 교대로 나란히 일렬로 배치되어 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE-PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 기판의 표면에 미세 가공을 위한 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 처리 공정마다 기판을 각 프로세스의 처리 장치에 전송하여 일련의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 디바이스, FPD(플랫ㆍ패널ㆍ디스플레이), 태양 전지 패널 등의 제조 라인에서는, 일련의 프로세스에 대응한 여러 종류의 처리 장치를 집약 배치하여, 처리 대상의 기판(반도체 웨이퍼, 유리 기판 등)을 프로세스 플로우의 순으로 각 처리 장치에 전송하여 일련의 공정 처리를 행하는 인라인의 시스템 형태가 많이 채택되고 있다. 특히, 일련의 프로세스가 모두 기판을 1장씩 처리하는 매엽(枚葉)식의 프로세스인 경우는, 이와 같은 인라인 시스템을 채택하기 쉽다. 즉, 기판 1장당의 택트 시간이 TS, 각 매엽 프로세스 Pm의 소요 시간을 Tm으로 하면, 그 매엽 프로세스 Pm에는 대수(臺數) Ni(단, Ni는 자연수이며, Ni≥Tm/TS)의 매엽식 처리 장치 PUm을 택트 시간 TS의 시간차로 병렬적으로 가동시키면 된다.
다만, 인라인에 집약되는 프로세스의 종류나 수가 많아지면, 복수의 처리 장치 사이에서 기판의 전송을 중개하는 반송 로봇의 태스크가 증가하여, 택트에 쫓아갈 수 없게 된다. 따라서, 인라인 시스템을 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역 내에서는 1대의 반송 로봇에 처리 장치간의 기판 전송을 행하게 하고, 인접하는 영역 사이에서는 쌍방의 반송 로봇에 정치한 기판 중계대를 통해 기판의 전달을 행하게 하는 방식이 채택되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2001-319852호 공보
상기와 같이 복수의 반송 로봇에 정치한 기판 중계대를 통해 기판의 전달을 행하게 하는 인라인 시스템에서는, 기판을 건네는 측의 반송 로봇이 기판을 기판 중계대에 얹은 후에, 기판을 수취하는 측의 반송 로봇이 기판 중계대로부터 그 기판을 가져간다고 하는 순서가 된다. 그러나, 다른 견해로는, 기판을 수취하는 측의 반송 로봇이 기판을 기판 중계대로부터 가져간 후에, 기판을 건네는 측의 반송 로봇이 다른 기판을 기판 중계대에 얹는 순서이기도 하다.
요컨대, 여기서 중요한 것은, 기판을 건네는 측의 반송 로봇이 기판을 기판 중계대에 얹는 동작과, 기판을 수취하는 측의 반송 로봇이 기판을 기판 중계대로부터 가져가는 동작은 동시에 실행할 수 없다는 것이다. 양 반송 로봇은, 각각 고유의 반송 태스크를 독립적으로 행하면서도, 쌍방의 사이에서 기판을 전달할 때에는 기판 중계대가 비어 있는 상황을 확인해야 하고, 경우에 따라서는 인터럽트 제어도 필요하게 된다. 이것에 의해, 반송 효율의 저하를 초래하고 있을 뿐만 아니라, 반송 로봇의 제어 프로그램(소프트웨어)이 방대하고 또한 고비용으로 되어 있다.
또한, 다수 또는 다른 종류의 처리 장치를 대략 프로세스 플로우의 순으로 가로로 나열하는 인라인 시스템에서는, 각 반송 로봇이 그 반송 아암을 승강 이동ㆍ선회 이동ㆍ진퇴 이동시킬 뿐만 아니라, 그 로봇 본체가 시스템 내에 부설된 레일을 따라서 수평 방향으로 이동하도록 되어 있다. 이와 같이, 다축(多軸)이며 중후한 반송 로봇이 수평 이동을 행함으로써, 기판의 반송 속도 내지 반송 효율이 한층 더 저하될 뿐만 아니라, 파티클이 발생하거나, 또는 파티클이 비산될 우려가 있다.
상기와 같은 문제는, 다른 시스템 형태에서도 보인다. 예를 들면, 매엽식의 처리 장치와 배치(batch)식의 처리 장치를 혼재시키는 경우는, 각각의 택트를 일치시키는 것이 매우 어려워지므로, 상기와 같은 기판 중계대를 통해 복수의 반송 로봇을 연계시키는 방식의 불리한 점이 한층 더 현저하여, 인라인 시스템의 구축이 매우 어렵다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 매엽 처리 또는 배치 처리의 종류에 관계없이, 기판에 실시하는 일련의 처리를 신규한 기판 반송 방식에 의해 효율적으로 또한 고작업 처리량으로 행할 수 있도록 한 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 관점에서의 기판 처리 장치는, 임의의 길이로 수평 방향으로 서로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 반송로와, 기판을 1장 적재하는 하대를 가지며, 상기 제1 반송로의 일단에 설치되는 제1 로드 위치와, 상기 제1 반송로의 타단에 설치되는 제1 언로드 위치 사이에서 상기 제1 반송로 상을 왕복 이동 가능한 제1 셔틀과, 기판을 1장 적재하는 하대를 가지며, 상기 제2 반송로의 일단에 설치되는 제2 로드 위치와, 상기 제2 반송로의 타단에 설치되는 제2 언로드 위치 사이에서 상기 제2 반송로 상을 왕복 이동 가능한 제2 셔틀과, 상기 제1 및 제2 로드 위치에 액세스 가능하게 설치되고, 제1 영역 내에서 기판을 반송하기 위한 하나 또는 복수의 제1 반송 아암을 갖는 제1 반송 기구와, 상기 제1 및 제2 언로드 위치에 액세스 가능하게 설치되고, 제2 영역 내에서 기판을 반송하기 위한 하나 또는 복수의 제2 반송 아암을 갖는 제2 반송 기구와, 기판에 원하는 매엽 처리 또는 배치 처리를 실시하기 위해, 상기 제1 및 제2 영역 중 적어도 하나에 배치되는 처리부를 가지며, 상기 제1 반송 기구가, 상기 제1 반송 아암을 이용하여, 상기 제1 및 제2 로드 위치에서 상기 제1 및 제2 셔틀에 기판을 1장씩 적재하고, 상기 제2 반송 기구가, 상기 제2 반송 아암을 이용하여, 상기 제1 및 제2 언로드 위치에서 상기 제1 및 제2 셔틀로부터 기판을 1장씩 내리고, 상기 제1 셔틀에 의한 상기 제1 로드 위치로부터 상기 제1 언로드 위치로의 기판의 반송과, 상기 제2 셔틀에 의한 상기 제2 로드 위치로부터 상기 제2 언로드 위치로의 기판의 반송이 독립적으로 행해진다.
상기 제1 관점의 기판 처리 장치에서는, 상기와 같이, 제1 셔틀에 의한 제1 로드 위치로부터 제1 언로드 위치로의 기판의 매엽 반송과, 제2 셔틀에 의한 제2 로드 위치로부터 상기 제2 언로드 위치로의 기판의 매엽 반송이 독립적으로 행해진다.
여기서, 제1 반송 기구는, 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것이 제1 또는 제2 로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 적재하면 된다. 제2 반송 기구는, 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것이 제1 또는 제2 언로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 내리면 된다. 각 반송 기구는, 직접적으로는 제1 및 제2 셔틀의 정형적이고 또한 주기적인 왕복 동작에 맞춰서 기판의 전달 또는 전송을 행하면 되고, 상대측 반송 기구가 나오는 방식 또는 상황을 신경쓸 필요는 없다.
본 발명의 제2 관점에서의 기판 처리 장치는, 프로세스 플로우의 상류측으로부터 하류측을 향하여 피처리 기판을 수평 방향으로 반송하는 반송 라인과, 상기 반송 라인 상에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제1 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제1 반송 기구와, 상기 반송 라인 상의 상기 제1 반송 기구보다 하류측에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제2 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제2 반송 기구와, 상기 반송 라인의 1구간을 구성하고, 상기 제1 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 로드 위치로부터 상기 제2 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 언로드 위치에 기판을 각각 1장씩 적재하여 개별적으로 매엽 반송하는 왕복 이동 가능한 제1 및 제2 셔틀을 갖는다.
본 발명의 제2 관점의 기판 처리 장치에서는, 제1 셔틀에 의한 제1 로드 위치로부터 제1 언로드 위치로의 기판의 매엽 반송과, 제2 셔틀에 의한 제2 로드 위치로부터 상기 제2 언로드 위치로의 기판의 매엽 반송을 독립적으로 행할 수 있다. 따라서, 제1 반송 기구는, 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것이 제1 또는 제2 로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 적재하면 된다. 제2 반송 기구는, 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것이 제1 또는 제2 언로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 내리면 된다. 각 반송 기구는, 직접적으로는 제1 및 제2 셔틀의 정형적이고 또한 주기적인 왕복 동작에 맞춰서 기판의 전달 또는 전송을 행하면 되고, 상대측 반송 기구가 나오는 방식 또는 상황을 신경쓸 필요는 없다.
본 발명의 제3 관점에서의 기판 처리 장치는, 프로세스 플로우의 상류측으로부터 하류측을 향하여 피처리 기판을 수평 방향으로 반송하는 반송 라인과, 상기 반송 라인 상에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제1 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제1 반송 기구와, 상기 반송 라인 상의 상기 제1 반송 기구보다 하류측에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제2 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제2 반송 기구와, 상기 반송 라인의 1구간을 구성하고, 상기 제1 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 로드 위치로부터 상기 제2 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 언로드 위치에 기판을 각각 1장씩 적재하여 매엽 반송하는 왕복 이동 가능한 제1 및 제2 셔틀을 가지며, 상기 제1 셔틀에 의한 기판의 반송과 상기 제2 셔틀에 의한 기판의 반송이 일정한 택트 시간에서 교대로 행해진다.
상기 제3 관점의 기판 처리 장치에서는, 상기와 같이, 제1 셔틀에 의한 기판의 매엽 반송과 제2 셔틀에 의한 기판의 매엽 반송이 일정한 택트 시간에서 교대로 행해진다. 여기서, 제1 반송 기구는, 제1 및 제2 셔틀이 택트 시간의 주기로 교대로 제1 및 제2 로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 적재하면 된다. 제2 반송 기구는, 제1 및 제2 셔틀이 택트 시간의 주기로 교대로 제1 및 제2 언로드 위치에 체재하고 있는 동안에 기판을 1장 내리면 된다. 각 반송 기구는, 직접적으로는 제1 및 제2 셔틀의 정형적이고 또한 주기적인 왕복 동작에 맞춰서 택트 시간의 주기로 기판의 전달 또는 전송을 행하면 되고, 상대측 반송 기구가 나오는 방식 또는 상황을 신경쓸 필요는 없다.
본 발명의 기판 처리 장치에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 매엽 처리 또는 배치 처리의 종류에 관계없이, 기판에 실시하는 일련의 처리를 신규한 기판 반송 방식에 의해 효율적으로 또한 고작업 처리량으로 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에서의 기판 처리 장치의 시스템 상의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 기판 처리 장치에 내장되는 매엽 반송 기구의 반송 아암의 가동 범위를 나타낸 도면이다.
도 3은 상기 매엽 반송 기구의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 상기 기판 처리 장치에 내장되는 셔틀 반송부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5a는 상기 기판 처리 장치에 내장되는 매엽식 처리 유닛의 제1 타입을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5b는 상기 기판 처리 장치에 내장되는 매엽식 처리 유닛의 제2 타입을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6a는 제1 타입의 매엽식 처리 유닛에서 기판을 출납할 때의 각 부의 모습을 나타낸 도면이다.
도 6b는 제2 타입의 매엽식 처리 유닛에서 기판을 출납할 때의 각 부의 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 상기 기판 처리 장치에 내장되는 매엽식 처리 유닛의 제3 타입을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 상기 기판 처리 장치에 내장되는 배치식 소성 유닛의 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 9a는 상기 매엽 반송 기구가 각 처리 유닛에 대하여 기판의 출납을 행하는 동작의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 9b는 상기 매엽 반송 기구가 각 처리 유닛에 대하여 기판의 출납을 행하는 동작의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 10a는 상기 매엽 반송 기구가 상류측의 상부 셔틀로부터 기판을 내리는 동작과 하류측의 하부 셔틀에 기판을 적재하는 동작을 동시에 행하는 경우의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 10b는 상기 매엽 반송 기구가 상류측의 하부 셔틀로부터 기판을 내리는 동작과 하류측의 상부 셔틀에 기판을 적재하는 동작을 동시에 행하는 경우의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 11a는 상기 매엽 반송 기구가 상류측의 하부 셔틀로부터 기판을 내리는 동작과 하류측의 상부 셔틀에 기판을 적재하는 동작을 순차적으로 행하는 경우의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 11b는 상기 매엽 반송 기구가 상류측의 하부 셔틀로부터 기판을 내리는 동작과 하류측의 상부 셔틀에 기판을 적재하는 동작을 순차적으로 행하는 경우의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 12는 제1 전송 형태에서의 상기 매엽 반송 기구의 일련의 전송 동작 순서를 나타낸 도면이다.
도 13은 제2 전송 형태에서의 상기 매엽 반송 기구의 일련의 전송 동작 순서를 나타낸 도면이다.
도 14는 제3 전송 형태에서의 상기 매엽 반송 기구의 일련의 전송 동작 순서를 나타낸 도면이다.
도 15는 한쌍의 상기 배치식 소성 유닛에서의 배치 소성 처리 및 기판 교체 동작의 사이클을 나타낸 도면이다.
도 16은 색소 증감 태양 전지(도 17)의 제조 프로세스의 전체 공정을 집약하여 실시하는 처리 시스템의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 17은 색소 증감 태양 전지의 기본 구조를 나타내는 종단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 일실시형태에서의 기판 처리 장치의 시스템 구성을 나타낸다. 이 기판 처리 장치는, 예를 들면 도 17에 나타낸 바와 같은 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스에 있어서, 대향 전극(양극)과 접합되기 전의 투명 기판측의 적층 어셈블리를 인라인으로 제작하는 공정에서 사용된다.
이 색소 증감 태양 전지는, 기본 구조로서, 투명 전극(음극)(200)과 대향 전극(양극)(202) 사이에 증감 색소를 담지하는 다공질의 반도체 미립자층(204)과 전해질층(206)을 끼워 넣고 있다. 여기서, 반도체 미립자층(204)은, 투명 전극(200), 전해질층(206) 및 대향 전극(202)과 함께 셀단위로 분할되어 있고, 투명 기판(208) 상에 투명 전극(200)을 개재하여 형성된다. 대향 전극(202)은 대향 기판(210) 상에 하지 전극(205)을 개재하여 형성되어 있다. 각 셀의 투명 전극(200)은, 인접하는 대향 전극(202)과 전기적으로 접속되어 있고, 모듈 전체에서 다수의 셀이 전기적으로 직렬 접속 또는 병렬 접속되어 있다.
이러한 구성의 색소 증감 태양 전지에서는, 투명 기판(208)의 이면으로부터 가시광이 조사되면, 반도체 미립자층(204)에 담지되어 있는 색소가 여기되어, 전자를 방출한다. 방출된 전자는 반도체 미립자층(204)을 통해 투명 전극(200)으로 유도되어, 외부로 송출된다. 송출된 전자는, 외부 회로(도시하지 않음)를 경유하여 대향 전극(202)으로 되돌아가고, 전해질층(206) 중의 이온을 통해 다시 반도체 미립자층(204) 내의 색소에 수취된다. 이렇게 하여, 광에너지를 즉시 전력으로 변환하여 출력하도록 되어 있다.
이 실시형태의 기판 처리 장치에서는, 투명 전극(200)이 패터닝되기 전의 블랭킷의 투명 도전층이 형성되어 있는 투명 기판(208)이, 미처리의 피처리 기판(G)으로서 투입된다. 그리고, 각각의 기판(G)에 대하여, 투명 전극(200)의 패터닝, 반도체 미립자층(204)의 성막, 소성 및 다공질 반도체 미립자층(204)으로의 색소 흡착과 같은 일련의 메인 프로세스 및 이들 메인 프로세스에 부수되는 서브 프로세스(세정 처리, 열처리 등)가 인라인으로 순차적으로 행해진다. 결과적으로, 대향 전극(양극)(202)과 접합되기 전의 투명 기판(208)측의 적층 어셈블리(208/200/204)가 제작된다. 그리고, 이 투명 기판(208)측의 적층 어셈블리가, 처리가 끝난 기판(G)으로서, 다음 공정을 담당하는 다른 기판 처리 장치를 향해서 반출된다. 이 실시형태에서의 기판(G)은, 사각형 또는 직사각형의 형상을 갖는 것으로 한다.
[장치 전체의 구성]
도 1에서, 이 기판 처리 장치는, 가로로 긴 프로세스 스테이션(10)을 시스템 중심부에 배치하고, 그 길이 방향(X 방향)의 양측 단부에 로더(12) 및 언로더(14)를 연결하고 있다.
로더(12)는, 미처리의 기판(G)을 카세트 단위로, 예를 들면 자주 반송차로부터 반입하는 포트이며, 복수매(예를 들면 25장)의 미처리 기판(G)을 수평 자세로 세로로 겹쳐 쌓아서 수납하는 카세트(C)를, 시스템 폭방향(Y 방향)으로 복수개 나열하여 배치하는 카세트 스테이지(16)와, 이 스테이지(16) 상의 어느 카세트(C)로부터 기판(G)을 1장 단위로 꺼내고, 꺼낸 기판(G)을 프로세스 스테이션(10)에 투입하는 로더 반송 기구(18)를 구비하고 있다. 로더 반송 기구(18)는, Y, Z, θ의 3축으로 이동하는 본체(18a)와, 이 본체(18a) 상에서 진퇴 또는 신축 이동이 가능한 1개의 반송 아암(18b)을 갖고 있고, 인접하는 프로세스 스테이션(10)측과 정치한 기판 중계대(20)를 통해 기판(G)의 전달을 행할 수 있게 되어 있다.
언로더(14)는, 처리가 끝난 기판(G)을 카세트 단위로, 예를 들면 자주 반송차에 반출하는 포트이며, 복수매(25장)의 처리가 끝난 기판(G)을 수평 자세로 세로로 겹쳐 쌓아서 수납하는 카세트(C)를, 시스템 폭방향(Y 방향)으로 복수개 나열하여 배치하는 카세트 스테이지(22)와, 이 스테이지(22) 상의 어느 카세트(C)에 처리가 끝난 기판(G)을 1장씩 수납하는 언로더 반송 기구(24)를 구비하고 있다. 언로더 반송 기구(24)는, Y, Z, θ의 3축으로 이동하는 본체(24a)와, 이 본체(24a) 상에서 진퇴 또는 신축 이동이 가능한 1개의 반송 아암(24b)을 갖고 있고, 인접하는 프로세스 스테이션(10)측과 정치한 기판 중계대(26)를 통해 기판(G)의 전달을 행할 수 있게 되어 있다.
프로세스 스테이션(10)은, 로더(12)로부터 언로더(14)를 향하여 시스템 길이 방향(X 방향)으로 직선으로 연장되는 반송 라인(28)을 가지며, 이 반송 라인(28)을 사이에 두고 그 좌우 양측에 후술하는 다수 및 다종류의 처리 유닛(44∼54)을 배치하고 있다.
반송 라인(28) 상에는, 복수(도시한 예에서는 4개)의 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)와 복수(3개)의 셔틀 반송부(38, 40, 42)가 교대로 나란히 일렬로 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 제1 매엽 반송 기구(30)는, 프로세스 플로우에 관해서 반송 라인(28) 상의 최상류에 위치하고, 로더(12)에 인접하는 기판 중계대(20)와 제1 셔틀 반송부(38) 사이에 끼워져 있다. 이 제1 매엽 반송 기구(30)의 좌우 양측으로 넓어지는 제1 영역에는, 1장씩 기판(G)의 피처리면을 세정하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 세정 유닛(44)과, 1장씩 기판(G)의 피처리면 상의 투명 도전층을 투명 전극(200)으로 패터닝하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 패터닝 유닛(46)이 각각 배치되어 있다. 또한, 모든 매엽 처리 유닛에 적용되는 것이지만, 이 기판 처리 장치에서 동일한 매엽식 처리 유닛을 복수 집약하여 배치하는 경우는, 이들 복수의 유닛을 세로로 겹쳐서 쌓는 구성을 바람직하게 채택할 수 있다.
제2 매엽 반송 기구(32)는, 반송 라인(28) 상에서 제1 매엽 반송 기구(30)보다 하류측에 위치하고, 제1 셔틀 반송부(38)와 제2 셔틀 반송부(40) 사이에 끼워져 있다. 이 제2 매엽 반송 기구(32)의 좌우 양측으로 넓어지는 제2 영역에는, 1장씩 기판(G)의 피처리면 상에 반도체 미립자층(작용극)(204)을 성막(예를 들면 인쇄 도포)하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 작용극 성막 유닛(48)과, 1장씩 도포후의 기판(G)의 피처리면을 베이킹하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 열처리 유닛(50)이 각각 배치되어 있다.
제3 매엽 반송 기구(34)는, 반송 라인(28) 상에서 제2 매엽 반송 기구(32)보다 하류측에 위치하고, 제2 셔틀 반송부(40)와 제3 셔틀 반송부(42) 사이에 끼워져 있다. 이 제3 매엽 반송 기구(34)의 좌우 양측으로 넓어지는 제3 영역에는, 기판(G) 상에 형성되어 있는 반도체 미립자층(작용극)(204)을 복수매(예를 들면 100장) 통합하여 소성하기 위한 한쌍의 배치식 소성 유닛(52A, 52B)이 배치되어 있다.
제4 매엽 반송 기구(36)는, 반송 라인(28) 상에서 제3 매엽 반송 기구(34)보다 하류측에 위치하고, 제3 셔틀 반송부(42)와 언로더(14)에 인접하는 기판 중계대(26) 사이에 끼워져 있다. 이 제4 매엽 반송 기구(36)의 좌우 양측으로 넓어지는 제4 영역에는, 기판(G) 상에 형성되어 있는 다공질의 반도체 미립자층(작용극)(204)에 증감 색소를 흡착시키기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 색소 흡착 유닛(54)이 배치되어 있다.
도 2 및 도 3에, 제2 매엽 반송 기구(32)의 구성 및 반송 아암 가동 범위를 나타낸다. 제1, 제3 및 제4 매엽 반송 기구(30, 34, 36)도 제2 매엽 반송 기구(32)와 동일한 구성 및 기능을 갖고 있다.
매엽 반송 기구(32)는, 방위각 방향(θ 방향)으로 회전 가능하고 또한 연직 방향(Z 방향)으로 승강 가능하며, 수평의 진퇴 또는 신축 이동을 각각 독립적으로 행할 수 있는 상하 2단의 반송 아암(MU, ML)을 갖고 있다. 보다 상세하게는, 매엽 반송 기구(32)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 리니어 모터 또는 볼나사 기구를 갖는 정치형의 승강 구동부(56)의 승강 구동축(58)에 상부 및 하부 반송 본체(60U, 60L)를 2단으로 겹쳐서 승강 가능하게 부착하여, 승강 구동축(58) 상에서 각 반송 본체(60U, 60L)를 방위각 방향(θ 방향)에서 각각 독립적으로 임의의 방위로 회전 이동할 수 있도록 구성하고, 반송 본체(60U, 60L) 상에서 양 반송 아암(MU, ML)을 각각 독립적으로 진퇴 또는 신축 이동할 수 있도록 구성하고 있다. 각각의 반송 아암(MU, ML)은, 직사각형의 기판(G)을 1장씩 착탈 가능하게 배치, 담지 또는 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구성의 매엽 반송 기구(32)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 영역 내에 배치되어 있는 임의의 처리 유닛(A(매엽식 작용극 성막 유닛(48)) 및 B(매엽식 열처리 유닛(50))), 그리고 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 상부 셔틀(JSU)/하부 셔틀(JSL) 및 하류측(제2 셔틀 반송부(40))의 상부 셔틀(KSU)/하부 셔틀(KSL)의 어디에도 액세스 가능하여, 각 액세스처에서 기판(G)의 전달을 1장씩 행할 수 있게 되어 있다.
또한, 반송 라인(28)의 최상류에 위치하는 제1 매엽 반송 기구(30)에 대해서는, 정치한 기판 중계대(20)가 상류측 셔틀(JSU/JSL)로 치환된다. 이 기판 중계대(20)는, 1장의 기판(G)을 복수의 지지핀 또는 승강핀에 얹어서 수평으로 지지할 수 있는 한쌍의 배치대(20U, 20L)를 상하로 2단 겹쳐서 배치하고 있다. 제1 매엽 반송 기구(30)에서 볼 때, 상부 배치대(20U)는 언로드 위치에서 정지하고 있는 상류측의 상부 셔틀(JSU)에 해당하고, 하부 배치대(20L)는 언로드 위치에서 정지하고 있는 상류측의 하부 셔틀(JSL)에 해당한다.
또, 반송 라인(28)의 최하류에 위치하는 제4 매엽 반송 기구(36)에 대해서는, 정치한 기판 중계대(26)가 하류측 셔틀(KSU/KSL)로 치환된다. 이 기판 중계대(26)도, 기판 중계대(20)와 마찬가지로, 1장의 기판(G)을 복수의 지지핀 또는 승강핀에 얹어서 수평으로 지지할 수 있는 한쌍의 배치대(26U, 26L)를 상하 2단으로 겹쳐서 배치하고 있다. 제4 매엽 반송 기구(36)에서 볼 때, 상부 배치대(26U)는 로드 위치에서 정지하고 있는 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 대응하고, 하부 배치대(26L)는 로드 위치에서 정지하고 있는 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 대응하고 있다.
[셔틀 반송부의 구성]
도 4에, 제1 셔틀 반송부(38)의 구성 및 셔틀 가동 범위를 나타낸다. 제2 및 제3 셔틀 반송부(40, 42)도 제1 셔틀 반송부(38)와 동일한 구성 및 기능을 갖고 있다.
도시하는 바와 같이, 셔틀 반송부(38)는, 연직 방향에서 일정한 간격 또는 스페이스를 두고, 시스템 길이 방향(X 방향)으로 임의의 길이로 평행하게 연장되는 상부 및 하부 반송로(62, 64)와, 이들 반송로(62, 64) 상에서 독립적으로 직진 이동하는 상부 및 하부 셔틀(SU, SL)을 갖고 있다. 각각의 셔틀(SU, SL)은, 기판(G)을 수평으로 1장 적재하는 하대(66)를 갖고 있다. 이 하대(66)에는, 기판(G)의 네 모서리를 유지하는 유지부(68)나, 기판(G)의 하역(로딩/언로딩)시에 기판(G)을 수평 자세로 올리고 내리는 복수의 승강핀(70) 등이 설치되어 있다. 각 셔틀(SU, SL)의 직진 이동은, 모터 또는 실린더 등을 구동원으로 하여, LM 가이드, 볼나사 또는 벨트 등의 직진 가동 기구를 이용하여 행해진다.
반송로(62, 64)의 상류측(도면의 좌측)의 단부에는, 양 셔틀(SU, SL)이 기판(G)을 적재하기 위해 정지하여 일시적으로 체재하는 상부 및 하부 로드 위치(FU, FL)가 각각 설치되어 있다. 한편, 반송로(62, 64)의 하류측(도면의 우측)의 단부에는, 양 셔틀(SU, SL)이 기판(G)을 내리기 위해 정지하여 일시적으로 체재하는 상부 및 하부 언로드 위치(WU, WL)가 각각 설치되어 있다.
상부 셔틀(SU)은, 상부 로드 위치(FU)에서 기판(G)의 로드를 위해 일정 시간(TFU)만큼 체재한 후, 상부 반송로(62) 상을 왕로 방향(X 방향)으로 일정한 속도 또는 일정한 주행 시간으로 직진 이동하여, 종점의 상부 언로드 위치(WU)에 도달하면, 거기서 정지하여 그 기판(G)의 언로드를 위해 일정 시간(TWU)만큼 체재한다. 그리고, 그 체재 시간(TWU)의 경과후에, 기판이 없는 비어 있는 상태로 상부 언로드 위치(WU)로부터 상부 반송로(62) 상을 복로 방향(-X 방향)으로 일정한 속도 또는 일정한 주행 시간으로 직진 이동하여, 종점의 상부 로드 위치(FU)에 도달하면, 거기서 정지하여 새로운 기판(G)의 로드를 위해 일정 시간(TFU)만큼 체재한다. 상부 셔틀(SU)은, 상기와 같은 로드ㆍ왕동(往動) 이동ㆍ언로드ㆍ복동(復動) 이동을 포함하는 일련의 동작을 일정한 사이클, 즉 2TS로 반복하게 되어 있다. 여기서, TS는 이 기판 처리 장치에서의 시스템 전체의 택트 시간이다.
마찬가지로, 하부 셔틀(SL)은, 하부 로드 위치(FL)에서 기판(G)의 로드를 위해 일정 시간(TFL)만큼 체재한 후, 하부 반송로(64) 상을 왕로 방향(X 방향)으로 일정한 속도로 직진 이동하여, 종점의 하부 언로드 위치(WL)에 도달하면, 거기서 정지하여 그 기판(G)의 언로드를 위해 일정 시간(TWL)만큼 체재한다. 그리고, 그 체재 시간(TWL)의 경과후에, 기판이 없는 비어 있는 상태로 하부 언로드 위치(WL)로부터 하부 반송로(64) 상을 복로 방향(-X 방향)으로 일정한 속도 또는 일정한 주행 시간으로 직진 이동하여, 종점의 하부 로드 위치(FL)에 도달하면, 거기서 정지하여 새로운 기판(G)의 로드를 위해 일정 시간(TFL)만큼 체재한다. 하부 셔틀(SL)도, 상기와 같은 로드ㆍ왕동 이동ㆍ언로드ㆍ복동 이동을 포함하는 일련의 동작을 일정한 사이클, 즉 2TS로 반복하게 되어 있다.
그리고, 상부 셔틀(SU)의 왕복 동작과 하부 셔틀(SL)의 왕복 동작은, 서로 역사이클 또는 역위상의 관계로 되어 있다. 즉, 상부 셔틀(SU)이 기판(G)의 로드를 위해 상부 로드 위치(FU)에 체재하고 있을 때에는, 하부 셔틀(SL)이 기판(G)의 언로드를 위해 하부 언로드 위치(WL)에서 동일한 시간만큼 체재한다. 즉, TFU=TWL이다. 그리고, 상부 셔틀(SU)이 기판(G)을 적재하여 상부 로드 위치(FU)로부터 상부 언로드 위치(WU)를 향하여 상부 반송로(62) 상을 왕로 방향(X 방향)으로 일정한 속도 또는 일정한 주행 시간으로 직진 이동할 때에는, 동시에 하부 셔틀(SL)이 기판을 적재하지 않은 비어 있는 상태로 하부 언로드 위치(WL)로부터 하부 로드 위치(FL)를 향하여 하부 반송로(64) 상을 복로 방향(-X 방향)으로 동일한 속도 또는 동일한 주행 시간으로 직진 이동한다.
상부 셔틀(SU)이 기판(G)의 언로드를 위해 상부 언로드 위치(WU)에 체재하고 있을 때에는, 하부 셔틀(SL)이 기판(G)의 로드를 위해 하부 로드 위치(FL)에서 동일한 시간만큼 체재한다. 즉, TFL=TWU이다. 그리고, 하부 셔틀(SL)이 기판(G)을 적재하여 하부 로드 위치(FL)로부터 하부 언로드 위치(WL)를 향하여 하부 반송로(64) 상을 왕로 방향(X 방향)으로 일정한 속도 또는 일정한 주행 시간으로 직진 이동할 때에는, 동시에 상부 셔틀(SU)이 기판을 적재하지 않은 비어 있는 상태로 상부 언로드 위치(WU)로부터 상부 로드 위치(FU)를 향하여 상부 반송로(62) 상을 복로 방향(-X 방향)으로 동일한 속도 또는 동일한 주행 시간으로 직진 이동한다. 요컨대, TFU=TWL=TFL=TWU의 관계가 있다.
이와 같이, 이 실시형태의 기판 처리 장치에서는, 상부 셔틀(SU)에 의한 상부 로드 위치(FU)로부터 상부 언로드 위치(WU)로의 기판(G)의 매엽 반송과, 하부 셔틀(SL)에 의한 하부 로드 위치(FL)로부터 하부 언로드 위치(WL)로의 기판(G)의 매엽 반송이, 택트 시간 TS마다 교대로 행해지게 되어 있다. 그리고, 그와 같은 상부 셔틀(SU) 및 하부 셔틀(SL)에 의한 교대의 매엽 반송이, 제1, 제2 및 제3 셔틀 반송부(38, 40, 42)의 사이에서 동시에, 즉 동기하여 행해지게 되어 있다.
[처리 유닛의 구성]
도 5a 및 도 5b에, 이 실시형태의 기판 처리 장치에 내장되는 매엽식 처리 유닛의 타입을 나타낸다.
도 5a에 나타내는 제1 타입은, 처리실 또는 챔버(72)의 중심부에 설치한 스테이지(74) 상에 기판(G)을 수평으로 얹고, 스테이지(74)의 상측에서 수평 방향 및 연직 방향으로 이동 가능한 헤드(76)를 이용하여 기판(G)의 표면(피처리면)에 필요한 매엽 처리를 실시한다. 예를 들면, 브러시 스크러버 세정 장치 또는 자외선 세정 장치를 이용하는 매엽식 세정 유닛(44), 레이저 에칭 장치를 이용하는 매엽식 패터닝 유닛(46) 및 스크린 인쇄기를 이용하는 매엽식 작용극 성막 유닛(48), 노즐식의 색소 흡착 장치를 이용하는 매엽식 색소 흡착 유닛(54)은, 이 제1 타입이 된다. 그 경우, 브러시 스크러버 세정 장치의 헤드(76)에는 회전 브러시가 탑재되고, 자외선 세정 장치의 헤드(76)에는 자외선 램프가 탑재되고, 레이저 에칭 장치의 헤드(76)에는 레이저 출사 유닛이 탑재되고, 스크린 인쇄기의 헤드(76)에는 스퀴지 등이 탑재되고, 노즐식의 색소 흡착 장치의 헤드(76)에는 슬릿 노즐의 토출구의 길이가 기판(G)과 대략 같은 노즐, 또는 각 반도체 미립자층에 대응한 통형, 슬릿형 또는 원형 등의 복수의 토출구를 갖는 노즐이 탑재된다.
도 5b에 나타내는 제2 타입은, 처리실 또는 챔버(78)의 중심부에 설치한 회전 구동부(80)에 결합되는 스핀척(82) 상에 기판(G)을 수평으로 얹어서 회전 가능하게 유지하고, 스핀척(82)의 상측에서 수평 방향 및 연직 방향으로 이동 가능한 헤드(84)를 이용하여 기판(G)의 표면(피처리면)에 필요한 매엽 처리를 실시한다. 예를 들면, 노즐식의 색소 흡착 장치를 이용하는 매엽식 색소 흡착 유닛(54)은, 이 제2 타입이 된다. 또, 매엽식 세정 유닛(44)에 제트 스크러버 세정 장치를 이용하는 경우나, 매엽식 패터닝 유닛(46)에 웨트 에칭 장치를 이용하는 경우도, 이 제2 타입이 된다. 그 경우, 노즐식의 색소 흡착 장치의 헤드(84)에는 색소 용액을 토출하는 노즐이 탑재되고, 제트 스크러버 세정 장치의 헤드(84)에는 세정액을 분사하는 노즐이 탑재되고, 웨트 에칭 장치의 헤드(84)에는 에칭액을 토출하는 노즐이 탑재된다.
도 6a 및 도 6b에, 상기 제1 및 제2 타입의 매엽식 처리 유닛에서의 기판의 로딩/언로딩의 동작을 나타낸다.
제1 타입(도 6a)에서, 스테이지(74) 상에서 처리가 끝난 기판(Gi)과 다음에 처리를 받는 기판(Gj)을 교체하는 경우, 처음에 스테이지(74) 내로부터 복수개의 승강핀(86)이 상승(돌출)하여 처리가 끝난 기판(Gi)을 들어 올린다. 거기에, 처리실(72)의 측벽의 기판 출입구(75)로부터 비어 있는 상태의 반송 아암(예를 들면 상부 반송 아암(MU))이 처리실(72) 내에 들어와, 승강핀(86)으로부터 처리가 끝난 기판(Gi)을 수취하고, 수취한 기판(Gi)을 처리실(72) 밖으로 가지고 나난다. 승강핀(86)은 일단 하강한다. 직후에, 이 매엽식 처리 유닛에서 다음에 매엽 처리를 받아야 할 기판(Gj)을 유지하고 있는 하부 반송 아암(ML)이 처리실(72) 내에 들어와, 직후에 승강핀(86)이 다시 상승하여 이 기판(Gj)을 수취한다. 그리고, 비어 있는 상태가 된 하부 반송 아암(ML)이 처리실(72) 밖으로 나간 후에, 승강핀(86)이 스테이지(74) 내까지 하강하여, 기판(Gj)이 스테이지(74) 상에 배치된다.
제2 타입(도 6b)에서도, 회전 구동부(80) 내 또는 그 부근에 설치되어 있는 승강핀(88)을 상기 승강핀(86)과 마찬가지로 반송 아암(MU, ML)과 연계하여 승강 동작시킴으로써, 스핀척(82) 상에서 처리가 끝난 기판(Gi)과 다음에 처리를 받는 기판(Gj)을 상기와 동일하게 하여 교체할 수 있다.
도 7에, 이 기판 처리 장치에 포함되는 매엽식 처리 유닛의 제3 타입을 나타낸다. 이 제3 타입은, 매엽식 열처리 유닛(50)에 이용되며, 1장의 기판(G)을 배치하여 반송하는 플레이트(90)를, 슬라이드식으로 서랍처럼 본체 열처리실(92)에 출납할 수 있도록 하고 있다. 열처리를 행하고 있는 동안, 플레이트(90)는 본체 열처리실(92)의 밖에서 대기한다(c). 그리고, 열처리가 종료한 후에, 플레이트(90)는, 본체 열처리실(92) 내에 들어와 기판(G)을 수취하고, 수취한 기판(G)을 밖으로 꺼내어, 대기하에 일정 시간 노출시켜 냉각시킨다(b). 그 후, 플레이트(90)에 구비되어 있는 승강핀(94)을 반송 아암(MU, ML)과 연계하여 승강 동작시킴으로써, 플레이트(90) 상에서 처리가 끝난 기판(Gi)과 다음 기판(Gj)을 상기와 같이 하여 교체하도록 하고 있다(a).
도 8에, 이 실시형태의 기판 처리 장치에 포함되는 배치식 소성 유닛(52A(52B))의 구성예를 나타낸다. 이 배치식 소성 유닛(52A(52B))은, 종형 열처리 장치로서 구성되어 있고, 통형상의 종형 가열로(96)와, 이 가열로(96)에 수납 가능한 종형 기판 보트(98)와, 이 기판 보트(98)를 아래로부터 보온통(100)을 통해 지지하는 보트 지지 아암(102)과, 기판 보트(98)를 가열로(96)에 출납하기 위해 보트 지지 아암(102)을 승강 이동시키는 승강 기구(104)를 갖고 있다. 기판 보트(98)의 평행하게 연장되는 복수개의 기판 지지봉(106)에는, 배치 처리 매수(예를 들면 100장)의 기판(G)을 착탈 가능하게 유지하기 위한 유지홈(슬롯)이 일정 간격으로 다수 형성되어 있다.
이 배치식 소성 유닛(52A(52B))에서, 1회의 배치식 소성 처리가 종료하면, 도시하는 바와 같이, 기판 보트(98)가 가열로(96)의 밖(아래)으로 인출된다. 거기에, 제3 매엽 반송 기구(34)의 반송 아암(MU, ML)이, 기판 보트(98)의 각 슬롯에 순차적으로 액세스하여, 처리가 끝난 기판(Gi)과 처리전의 기판(Gj)을 1장씩 교체하도록 되어 있다.
[매엽 반송 기구의 기본 동작]
도 9a 및 도 9b를 참조하여, 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)가 각 담당 영역 내의 각 매엽식 처리 유닛 또는 각 배치식 처리 유닛에 액세스하여, 처리가 끝난 기판(Gi)과 처리전의 기판(Gj)을 교체하는 동작을 설명한다.
우선, 도 9a의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 매엽 반송 기구는, 양 반송 아암(MU, ML)을 원위치 또는 복동 위치로 되돌린 상태로, 각각의 반송 본체(60U, 60L)를 승강 이동 및 회전 이동시켜, 액세스처의 처리 유닛(도시하지 않음)의 가까이에 양 반송 아암(MU, ML)을 부착한다. 이 때, 양 반송 아암(MU, ML) 중 한쪽, 예를 들면 하부 반송 아암(ML)은, 이 액세스처의 처리 유닛에서 처리전의 기판(Gj)을 유지하고 있다. 다른 한쪽, 즉 상부 반송 아암(MU)은, 기판(G)이 없는 비어 있는 상태가 되어 있다. 이 비어 있는 상태의 상부 반송 아암(MU)쪽을 기판 전달용의 높이 위치에 맞춘다.
다음으로, 상기 매엽 반송 기구는, 도 9a의 (b)에 나타낸 바와 같이, 비어 있는 상태의 상부 반송 아암(MU)을 왕동 위치까지 전진 또는 신장 이동시켜, 이 액세스처의 처리 유닛으로부터 처리가 끝난 기판(Gi)을 상부 반송 아암(MU)에서 수취한다. 이어서, 도 9a의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상부 반송 아암(MU)을 원위치까지 후퇴 또는 단축 이동시켜, 이 처리 유닛으로부터 처리가 끝난 기판(Gi)을 반출한다.
이렇게 해서 처리가 끝난 기판(Gi)을 반출한 직후에, 상기 매엽 반송 기구는, 도 9b의 (d)에 나타낸 바와 같이, 승강 이동(도시한 경우는 상승 이동)을 행하여, 처리전의 기판(Gj)을 유지하고 있는 쪽의 하부 반송 아암(ML)을 기판 전달용의 높이 위치에 맞춘다. 이어서, 도 9b의 (e)에 나타낸 바와 같이, 하부 반송 아암(ML)을 왕동 위치까지 전진 또는 신장 이동시켜, 상기 처리 유닛 내에 처리전의 기판(Gj)을 반입하여 건네준다. 그리고, 도 9b의 (f)에 나타낸 바와 같이, 비어 있는 상태가 된 하부 반송 아암(ML)을 원위치까지 후퇴 또는 단축 이동시킨다.
이 실시형태에서의 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)는, 2개의 반송 아암(MU, ML)을 이용하여, 그것과 인접하는 상류측의 셔틀(JSU/JSL) 또는 기판 중계대(20(20U/20L))로부터 1장의 기판(G)을 내리는 동작과, 그것과 인접하는 하류측의 셔틀(KSU/KSL) 또는 기판 중계대(26(26U/26L))에 1장의 기판(G)을 적재하는 동작을 동시 또는 병행하여 행할 수 있다.
도 10a에, 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)에서, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 1장의 기판(Gj)을 내리고, 이것과 동시에 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 1장의 기판(Gi)을 적재하는 동작을 나타낸다. 이 경우, 상기 매엽 반송 기구는, 도 10a의 (a)에 나타낸 바와 같이, 양 반송 아암(MU, ML)을 원위치 또는 복동 위치로 되돌린 상태로, 각각의 반송 본체(60U, 60L)를 승강 이동 및 회전 이동시켜, 상류측의 상부 셔틀(JSU)에 상부 반송 아암(MU)을 부착하고, 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 하부 반송 아암(ML)을 부착한다. 이 때, 상부 반송 아암(MU)은 비어 있는 상태이고, 하부 반송 아암(ML)은 기판(Gi)을 유지하고 있다. 또, 상류측의 상부 셔틀(JSU)는 기판(Gj)을 적재하고 있고, 하류측의 하부 셔틀(KSL)은 비어 있는 상태가 되어 있다.
다음으로, 상기 매엽 반송 기구는, 도 10a의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상부 반송 아암(MU)을 전진 또는 신장 이동시켜, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 기판(Gj)을 내리고(수취하고), 동시에 하부 반송 아암(ML)을 전진 또는 신장 이동시켜, 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 기판(Gi)을 적재한다(건네준다). 그 후, 도 10a의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상부 반송 아암(MU) 및 하부 반송 아암(ML)을 원위치로 되돌린다.
도 10b에, 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)에서, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 1장의 기판(Gj)을 내리고, 그것과 동시에 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 1장의 기판(Gi)을 적재하는 동작을 나타낸다. 이 경우, 상기 매엽 반송 기구는, 도 10b의 (a)에 나타낸 바와 같이, 양 반송 아암(MU, ML)을 원위치 또는 복동 위치로 되돌린 상태로, 각각의 반송 본체(60U, 60L)를 승강 이동 및 회전 이동시켜, 상류측의 하부 셔틀(JSL)에 하부 반송 아암(ML)을 부착하고, 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 상부 반송 아암(MU)을 부착한다. 이 때, 하부 반송 아암(ML)은 비어 있는 상태이고, 상부 반송 아암(MU)은 기판(Gi)을 유지하고 있다. 또, 상류측의 하부 셔틀(JSL)은 기판(Gj)을 적재하고 있고, 하류측의 상부 셔틀(KSU)은 비어 있다.
다음으로, 상기 매엽 반송 기구는, 도 10b의 (b)에 나타낸 바와 같이, 하부 반송 아암(ML)을 전진 또는 신장 이동시켜, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 기판(Gj)을 내리고(수취하고), 동시에 상부 반송 아암(MU)을 전진 또는 신장 이동시켜, 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 기판(Gi)을 적재한다(건네준다). 그 후, 도 10b의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상부 반송 아암(MU) 및 하부 반송 아암(ML)을 원위치로 되돌린다.
또, 이 실시형태에서의 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)는, 다른 반송 형태로서, 2개의 반송 아암(MU, ML) 중, 오로지 한쪽, 예를 들면 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 셔틀(JSU/JSL) 또는 기판 중계대(20(20U/20L))로부터 1장의 기판(G)을 내리는 동작과, 오로지 다른쪽, 즉 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 셔틀(KSU/KSL) 또는 기판 중계대(26(26U/26L))에 1장의 기판(G)을 적재하는 동작을 병행하여 또는 순차적으로 행할 수 있다.
예를 들면, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 1장의 기판(Gj)을 내리고, 또한 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 1장의 기판(Gi)을 적재할 때에는, 도 10a와 동일한 병행적 또는 동시적인 동작을 행할 수 있다. 그러나, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 1장의 기판(Gj)을 내리고, 또한 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 1장의 기판(Gi)을 적재할 때에는, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바와 같이 순차적인 동작이 된다.
우선, 상기 매엽 반송 기구는 도 11a의 (a)에 나타낸 바와 같이, 반송 본체(60U, 60L)를 승강 이동 및 회전 이동시켜, 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 기판(Gi)을 유지하고 있는 하부 반송 아암(ML)을 부착한다. 다음으로, 도 11a의 (b)에 나타낸 바와 같이, 하부 반송 아암(ML)을 전진 또는 신장 이동시켜, 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 기판(Gi)을 적재한다(건네준다). 그 후, 도 11a의 (c)에 나타낸 바와 같이, 비어 있는 하부 반송 아암(ML)을 원위치로 되돌린다.
다음으로, 상기 매엽 반송 기구는, 도 11b의 (d)에 나타낸 바와 같이, 반송 본체(60U, 60L)를 승강 이동 및 회전 이동시켜, 상류측의 하부 셔틀(JSL)에 비어 있는 상태의 상부 반송 아암(MU)을 부착한다. 다음으로, 도 11b의 (e)에 나타낸 바와 같이, 상부 반송 아암(MU)을 전진 또는 신장 이동시켜, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 기판(Gj)을 내린다(수취한다). 그 후, 도 11b의 (f)에 나타낸 바와 같이, 기판(Gj)을 유지하는 상부 반송 아암(MU)을 원위치로 되돌린다.
[전체 공정의 처리 순서]
여기서, 이 기판 처리 장치에서의 1장의 기판(Gn)에 대한 전체 공정의 처리 순서를 설명한다.
우선, 로더(12)에서, 로더 반송 기구(18)가 스테이지(16) 상의 어느 하나의 카세트(C)로부터 기판(Gn)을 1장 꺼내고, 그 꺼낸 기판(Gn)을 기판 중계대(20)에, 즉 상부 배치대(20U) 또는 하부 배치대(20L) 중의 어느 한쪽에 배치한다.
그 후, 제1 매엽 반송 기구(30)가, 상부 배치대(20U)에 배치되어 있는 경우는 상부 반송 아암(MU)에 의해, 하부 배치대(20L)에 배치되어 있는 경우는 하부 반송 아암(ML)에 의해, 이 기판(Gn)을 인수하여, 매엽식 세정 유닛(44)에 반입한다. 이 때, 기판(Gn)이 상기 매엽식 세정 유닛(44)에 반입되기에 앞서, 이 유닛(44)에서 세정 처리가 막 끝난 다른 기판이 반출된다.
이 매엽식 세정 유닛(44)에서는, 스테이지(74) 또는 스핀척(82) 상에 배치 또는 유지된 기판(Gn)의 피처리면(블랭킷의 투명 도전층)에 대하여 세정 헤드(76(84))에 의해 매엽 방식의 세정 처리가 실시된다. 이 세정 처리에 의해, 기판(Gn)의 피처리면으로부터 이물질이나 오염물이 제거된다.
상기와 같은 매엽 방식의 세정 처리가 종료하면, 제1 매엽 반송 기구(30)가 기판(Gn)을 상기 매엽식 세정 유닛(44)으로부터 반출하고, 제1 영역 내에서 반송 라인(28)의 맞은편에 배치되어 있는 매엽식 패터닝 유닛(46)에 반입한다. 이 때에도, 기판(Gn)이 상기 매엽식 패터닝 유닛(46)에 반입되기에 앞서, 이 유닛(46)에서 패터닝 처리가 막 끝난 다른 기판이 반출된다.
이 매엽식 패터닝 유닛(46)에서는, 예를 들면 레이저 에칭법에 의해, 스테이지(74) 상에 배치된 기판(Gn)의 피처리면(블랭킷의 투명 도전층)에 대하여 레이저 출사 헤드(76)에 의해 매엽 방식의 패터닝 처리가 실시된다. 이 패터닝 처리에 의해, 기판(Gn)의 피처리면에는 패터닝된 투명 전극(200)이 형성된다.
또한, 투명 도전층 내지 투명 전극(200)은, 예를 들면 불소 도핑 SnO2(FTO), 또는 인듐-주석 산화물(ITO)로 이루어진다. 또, 기판(Gn)의 모재인 투명 기판(208)은, 예를 들면 석영, 유리 등의 투명 무기 재료, 또는 폴리에스테르, 아크릴, 폴리이미드 등의 투명 플라스틱 재료로 이루어진다.
상기와 같은 매엽 방식의 패터닝 처리가 종료하면, 제1 매엽 반송 기구(30)는, 이 기판(Gn)을 상기 매엽식 패터닝 유닛(46)으로부터 반출하여, 제1 셔틀 반송부(38)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)에 적재한다. 기판(Gn)을 적재한 제1 셔틀 반송부(38)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)은, 그 로드 위치(FU 또는 FL)로부터 언로드 위치(WU 또는 WL)까지 이동한다.
이 기판(Gn)이 제1 셔틀 반송부(38)의 언로드 위치(WU 또는 WL)에 도착하면, 제2 매엽 반송 기구(32)가 이 기판(Gn)을 내리고, 제2 영역 내의 매엽식 작용극 성막 유닛(48)에 반입한다. 이 경우도, 기판(Gn)이 상기 매엽식 작용극 성막 유닛(48)에 반입되기에 앞서, 이 유닛(48)에서 작용극(반도체 미립자층)(204)의 성막 처리가 막 끝난 다른 기판이 반출된다.
매엽식 작용극 성막 유닛(48)에서는, 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해, 스테이지(74) 상의 기판(Gn)의 피처리면(패터닝되어 있는 투명 전극(200))에 대하여 인쇄 헤드(76)에 의해 매엽 방식의 성막 처리가 실시된다. 이 성막 처리에 의해, 기판(Gn)의 피처리면에는 패터닝된 반도체 미립자층(204)이 형성된다. 또한, 반도체 미립자층(204)은, 예를 들면 TiO2, ZnO, SnO2 등의 금속 산화물로 이루어진다.
상기와 같은 매엽 방식의 작용극 성막 처리가 종료하면, 제2 매엽 반송 기구(32)는, 이 기판(Gn)을 상기 매엽식 작용극 성막 유닛(48)으로부터 반출하여, 제2 영역 내에서 반송 라인(28)의 맞은편에 배치되어 있는 매엽식 열처리 유닛(50)에 반입한다. 이 때에도, 기판(Gn)이 상기 매엽식 열처리 유닛(50)에 반입되기에 앞서, 이 유닛(50)에서 열처리가 막 끝난 다른 기판이 반출된다.
매엽식 열처리 유닛(50)에서는, 본체 열처리실(92)에서 기판(Gn)이 정해진 온도로 일정 시간 가열되어, 기판 피처리면의 반도체 미립자층(204)이 베이킹된다. 그리고, 베이킹의 종료후에, 본체 열처리실(92)로부터 플레이트(90)에 의해 밖으로 반출되어, 플레이트(90) 상에서 기판(Gn)은 상온까지 냉각된다. 이 열처리에 의해, 반도체 미립자층(204)의 밀착성이 향상된다.
상기와 같은 매엽 방식의 열처리가 종료하면, 제2 매엽 반송 기구(32)는, 이 기판(Gn)을 상기 매엽식 열처리 유닛(50)으로부터 반출하여, 제2 셔틀 반송부(40)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)에 적재한다. 기판(Gn)을 적재한 제2 셔틀 반송부(40)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)은, 그 로드 위치(FU 또는 FL)로부터 언로드 위치(WU 또는 WL)까지 반송한다.
제3 매엽 반송 기구(34)는, 제2 셔틀 반송부(40)의 언로드 위치(WU 또는 WL)에 도착한 기판(Gn)을 내리고, 제3 영역 내의 배치식 소성 유닛(52A, 52B) 중의 어느 한쪽에 반입한다. 이 때, 기판(Gn)이 상기 배치식 소성 유닛(52A)(또는 52B)의 상기 슬롯에 장입되기에 앞서, 그 슬롯으로부터 이 유닛(52A)(또는 52B)에서 소성 처리가 끝난 다른 기판이 꺼내어져, 유닛의 밖으로 반출된다.
배치식 소성 유닛(52A(52B))에서는, 기판 보트(98)에 배치 처리 매수(100장)의 처리전의 기판(G1∼G100)(이 중에 기판(Gn)이 포함됨)이 전부 갖춰지고 나서, 승강 기구(104)에 의해 보트 지지 아암(102)을 상승시켜, 기판 보트(98)를 가열로(96) 내에 삽입 또는 장전한다. 그리고, 가열로(96) 내에서 기판 보트(98) 상의 기판(G1∼G100)이 정해진 온도로 정해진 시간 가열되어, 그 결과 각 기판(G1∼G100)의 피처리면 상에 반도체 미립자층(204)의 소결체가 얻어진다.
상기와 같은 배치 방식의 소성 처리가 종료하면, 승강 기구(104)가 보트 지지 아암(102)을 하강시켜, 기판 보트(98)를 가열로(96)의 밖으로 꺼내고, 대기 공간에 일정 시간 노출시켜 냉각시킨다. 제3 매엽 반송 기구(34)는, 1회분의 배치식 소성 처리(소성+냉각)을 끝낸 상기 배치식 소성 유닛(52A(52B))에 택트 시간 TS의 주기로 액세스하여, 기판 보트(98) 상의 각 슬롯에서 처리가 끝난 기판(G1∼G100)과 다음번의 배치식 열처리를 받는 처리전의 기판(G101∼G200)을 1장씩 교체한다.
이렇게 해서, 소성 처리가 끝난 기판(Gn)은, 제3 매엽 반송 기구(34)에 의해 배치식 소성 유닛(52A(52B))으로부터 반출되어, 제3 셔틀 반송부(42)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)에 적재된다. 기판(Gn)을 적재한 제3 셔틀 반송부(42)의 상부 셔틀(SU) 또는 하부 셔틀(SL)은, 그 로드 위치(FU 또는 FL)로부터 언로드 위치(WU 또는 WL)까지 반송한다.
제4 매엽 반송 기구(36)는, 제3 셔틀 반송부(42)의 언로드 위치(WU 또는 WL)에 도착한 기판(Gn)을 내리고, 제4 영역 내의 어느 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 반입한다. 이 때, 기판(Gn)이 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 반입되기에 앞서, 상기 유닛(54)으로부터 색소 흡착 처리가 막 끝난 다른 기판이 꺼내어져, 유닛(54)의 밖으로 반출된다.
기판(Gn)을 반입한 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에서는, 스핀척(82) 상에서 회전 운동하는 기판(Gn)의 피처리면(다공질의 반도체 미립자층(204))에 대하여 노즐 헤드(84)에 의해 색소 용액이 분사되어, 매엽 방식의 색소 흡착 처리가 실시된다. 이 색소 흡착 처리에 의해, 기판(Gn)의 피처리면 상의 다공질 반도체 미립자층(204)에 증감 색소가 흡착된다. 또한, 이 색소 흡착 유닛(54)에서 이용되는 색소 용액은, 증감 색소를 정해진 농도로 용매에 녹인 것이다. 증감 색소로는, 예를 들면 금속 프탈로시아닌 등의 금속 착체 또는 시아닌계 색소, 염기성 색소 등의 유기 색소가 이용된다. 용매에는, 예를 들면 알콜류, 에테르류, 아미드류, 탄화수소 등이 이용된다.
상기와 같은 매엽 방식의 색소 흡착 처리가 종료하면, 제4 매엽 반송 기구(36)는, 이 기판(Gn)을 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)으로부터 반출하여, 기판 중계대(26)에, 즉 상부 배치대(26U) 또는 하부 배치대(26L) 중의 어느 한쪽에 배치한다. 직후에, 언로더 반송 기구(24)가, 기판 중계대(26)로부터 기판(Gn)을 인수하여, 스테이지(22) 상의 어느 하나의 카세트(C)에 처리가 끝난 기판(Gn)을 수납한다.
[매엽 반송 기구의 전송 형태 1]
도 12를 참조하여, 제2 매엽 반송 기구(32)가, 제1 전송 형태에 의해, 상류측의 셔틀(JSU/JSL)로부터 하류측의 셔틀(KSU/KSL)로 기판(G)을 전송하기까지의 일련의 동작을 설명한다.
이 제1 전송 형태는, 제2 영역 내에 2종류의 처리 유닛, 즉 매엽식 작용극 성막 유닛(48) 및 매엽식 열처리 유닛(50)이 각각 1대씩 설치되어 있는 경우에 적용된다. 이 경우, 1대의 매엽식 작용극 성막 유닛(48) 및 1대의 매엽식 열처리 유닛(50)은, 모두 택트 시간 TS의 사이클로 각 기판(Gn)에 대하여 매엽의 성막 처리 및 매엽의 열처리를 각각 실시한다. 도 12에서는, 설명과 이해의 편의상, 매엽식 작용극 성막 유닛(48)을 매엽 처리 유닛 A로 약칭하고, 매엽식 열처리 유닛(50)을 매엽 처리 유닛 B로 약칭한다. 도면 중, 예를 들면 시점 t0∼t4의 기간 및 시점 t4∼t8의 기간은, 택트 시간 TS에 해당한다.
도 12에서, 시점 t0에서는, 해당 영역 내에서 모든 매엽 처리를 끝낸 첫번째 기판(G1)이, 매엽 반송 기구(32)의 하부 반송 아암(ML) 상에서 하류측의 하부 셔틀(KSL)로의 로드를 대기하고 있다. 2번째 기판(G2)은, 해당 영역 내에서 후(後)공정을 담당하는 매엽 처리 유닛(B) 내에 체재하고 있다. 3번째 기판(G3)은, 해당 영역 내에서 이전 공정을 담당하는 매엽 처리 유닛(A) 내에 체재하고 있다. 이 때, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 상부 셔틀(JSU)이 4번째 기판(G4)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착한다.
그 직후에, 매엽 반송 기구(32)는, 도 10a에 나타낸 동작에 의해, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 4번째 기판(G4)을 내리는 동시에, 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 첫번째 기판(G1)을 적재한다(t=t1∼t2).
이어서, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(A)에 액세스하여, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 막 내린 4번째 기판(G4)을, 이 시점에서 이전 공정(성막 처리)이 끝난 3번째 기판(G3)과 교체한다(t=t2∼t3). 이 경우, 비어 있는 쪽의 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 처리가 끝난 3번째 기판(G3)을 매엽 처리 유닛(A)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 처리전의 4번째 기판(G4)을 매엽 처리 유닛(A)에 반입한다.
다음으로, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(B)에 액세스하여, 매엽 처리 유닛(A)으로부터 막 반출한 3번째 기판(G3)을, 이 시점에서 후공정(열처리)이 끝난 2번째 기판(G2)과 교체한다(t=t3∼t4). 이 경우, 비어 있는 쪽의 상부 반송 아암(MU)을 먼저 이용하여 처리가 끝난 2번째 기판(G2)을 매엽 처리 유닛(B)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 처리전의 3번째 기판(G3)을 매엽 처리 유닛(B)에 반입한다. 한편, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 하부 셔틀(JSL)이 5번째 기판(G5)을 적재하여 하부 언로드 위치(WL)에 도착한다(t=t4).
그 직후에, 매엽 반송 기구(32)는, 도 10b에 나타낸 동작에 의해, 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 5번째 기판(G5)을 내리는 동시에, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 2번째 기판(G2)을 적재한다(t=t5∼t6).
이어서, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(A)에 액세스하여, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 막 내린 5번째 기판(G5)을 이 시점에서 이전 공정(성막 처리)이 끝난 4번째 기판(G4)과 교체한다(t=t6∼t7). 이 경우, 비어 있는 쪽의 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 처리가 끝난 4번째 기판(G4)을 매엽 처리 유닛(A)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 처리전의 5번째 기판(G5)을 매엽 처리 유닛(A)에 반입한다.
다음으로, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(B)에 액세스하여, 매엽 처리 유닛(A)으로부터 막 반출한 4번째 기판(G4)을 이 시점에서 후공정(열처리)이 끝난 3번째 기판(G3)과 교체한다(t=t7∼t8). 이 경우, 비어 있는 쪽의 하부 반송 아암(ML)을 먼저 이용하여 처리가 끝난 3번째 기판(G3)을 매엽 처리 유닛(B)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 처리전의 4번째 기판(G4)을 매엽 처리 유닛(B)에 반입한다. 반출된 3번째 기판(G3)은, 하부 반송 아암(ML) 상에서 하류측의 하부 셔틀(KSL)로의 로드를 대기한다. 한편, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 상부 셔틀(JSU)이 6번째 기판(G6)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착한다(t=t8). 이후에도, 택트 시간 TS를 기준 주기로 하여 상기와 같은 일련의 기판 전송 동작이 반복하여 행해진다.
[매엽 반송 기구의 전송 형태 2]
도 13에, 제2 매엽 반송 기구(32)가 담당하는 제2 영역 내에, 매엽식 처리 유닛(A, B)이 각각 복수대, 예를 들면 2대(A1, A2) 및 3대(B1, B2, B3)씩 설치되어 있는 경우에 적용되는 제2 기판 전송 형태를 나타낸다. 여기서, 매엽식 처리 유닛(A1, A2)은, 택트 시간 TS의 시간차로 각각이 2TS의 기판 체재 시간(이 중에 정미(正味)의 처리 시간이 포함됨)을 요하는 이전 공정의 매엽 처리 A(매엽식 작용극 성막 처리)를 반복하여 행하게 되어 있다. 한편, 매엽식 처리 유닛(B1, B2, B3)은, 택트 시간 TS의 시간차로 각각이 3TS의 기판 체재 시간을 요하는 후공정의 매엽 처리 B(매엽식 열처리)를 반복하여 행하게 되어 있다.
이 경우, 시점 t0에서는, 해당 영역 내에서 모든 매엽 처리를 끝낸 첫번째 기판(G1)이, 매엽 반송 기구(32)의 하부 반송 아암(ML)에 유지되어, 하류측의 하부 셔틀(KSL)로의 로드를 대기하고 있다. 2번째, 3번째 및 4번째 기판(G2, G3, G4)은, 해당 영역 내에서 후공정을 담당하는 매엽 처리 유닛(B1, B2, B3) 내에 각각 체재하고 있다. 5번째 및 6번째 기판(G5, G6)은, 해당 영역 내에서 이전 공정을 담당하는 매엽 처리 유닛(A1, A2) 내에 체재하고 있다. 이 때, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 상부 셔틀(JSU)이 7번째 기판(G7)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착한다.
그 직후에, 매엽 반송 기구(32)는, 도 10a에 나타낸 동작에 의해, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 7번째 기판(G7)을 내리는 동시에, 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 첫번째 기판(G1)을 적재한다(t=t1∼t2).
이어서, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(A1)에 액세스하여, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 막 내린 7번째 기판(G7)을 이 시점에서 아주 가깝게 이전 공정(성막 처리)이 끝난 5번째 기판(G5)과 교체한다(t=t2∼t3).
다음으로, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(B1)에 액세스하여, 매엽 처리 유닛(A1)으로부터 막 반출한 5번째 기판(G5)을 이 시점에서 아주 가깝게 후공정(열처리)이 끝난 2번째 기판(G2)과 교체한다(t=t3∼t4). 한편, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 하부 셔틀(JSL)이 8번째 기판(G8)을 적재하여 하부 언로드 위치(WL)에 도착한다(t=t4).
그 직후에, 매엽 반송 기구(32)는, 도 10b에 나타낸 동작에 의해, 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 8번째 기판(G8)을 내리는 동시에, 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 하류측의 상부 셔틀(KSU)에 2번째 기판(G2)을 적재한다(t=t5∼t6).
이어서, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(A2)에 액세스하여, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 막 내린 8번째 기판(G8)을 이 시점에서 아주 가깝게 이전 공정(성막 처리)이 끝난 6번째 기판(G6)과 교체한다(t=t6∼t7).
다음으로, 매엽 반송 기구(32)는, 매엽 처리 유닛(B2)에 액세스하여, 매엽 처리 유닛(A2)으로부터 막 반출한 6번째 기판(G6)을 이 시점에서 아주 가깝게 후공정(열처리)이 끝난 3번째 기판(G3)과 교체한다(t=t7∼t8). 반출된 3번째 기판(G3)은, 하부 반송 아암(ML) 상에서 하류측의 하부 셔틀(KSL)로의 로드를 대기한다. 한편, 상류측(제1 셔틀 반송부(38))의 상부 셔틀(JSU)이 9번째 기판(G9)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착한다(t=t8). 이후에도, 택트 시간 TS를 기준 주기로 하여 상기와 같은 일련의 기판 전송 동작이 반복하여 행해진다.
또한, 제1 매엽 반송 기구(30)에서도, 반송 라인(28)의 상류측에 셔틀 반송부가 아니라 기판 중계대(20(20U/20L))가 배치되어 있는 점이 상이할 뿐이고, 전술한 제2 매엽 반송 기구(32)와 마찬가지로 택트 시간 TS를 기준 주기로 하여 상기 제1 전송 형태 또는 상기 제2 전송 형태에 의한 일련의 기판 전송 동작이 반복하여 행해진다.
[매엽 반송 기구의 전송 형태 3]
도 14에 관하여, 제3 전송 형태로서, 한쌍의 배치식 소성 유닛(52A, 52B)이 배치되는 제3 영역 내에서 제3 매엽 반송 기구(34)가 행하는 일련의 기판 전송 동작을 설명한다.
이들 2개의 배치식 소성 유닛(52A, 52B)은, 도 15에 나타낸 바와 같이, TN의 배치 처리 시간 또는 기판 체재 시간(정미의 소성 시간 Ta+냉각 시간 Tb)을 요하는 동일한 배치식 소성 처리를 교대로 반복하여 행하게 되어 있다. 여기서, 배치 처리 매수를 N매(예를 들면 100장)로 하면, 택트 시간 TS와 배치 처리 시간 TN 사이에는, TR=N*TS의 관계가 있다.
또한, 도 14에서는, 설명과 이해의 편의상, 한쪽의 배치식 소성 유닛(52A)을 배치 처리 유닛 C로 약칭하고, 다른쪽의 배치식 소성 유닛(52B)을 배치 처리 유닛 D로 약칭한다. 도면 중, 예를 들면 시점 t0∼t4의 기간 및 시점 t4∼t8의 기간은, 택트 시간 TS에 해당한다.
도 14에서, 시점 t0은, 한쪽의 배치 처리 유닛(C)이 배치 처리(배치식 소성 처리)를 끝낸 직후이다. 이 때, 유닛(C)(기판 보트(98)의 제1 슬롯)으로부터 첫번째 기판(G1)이 매엽 반송 기구(34)의 하부 반송 아암(ML)에 의해 반출되어 있고, 하류측(제3 셔틀 반송부(42))의 하부 셔틀(KSL)로의 로드를 대기하고 있다. 또한, 첫번째 기판(G1)과 교체로 201번째 기판(G201)이 유닛(C)(기판 보트(98)의 제1 슬롯)에 반입되어 있다. 2번째∼100번째 기판(G2∼G100)은, 배치 처리 유닛(C)(기판 보트(98)의 제2∼제100 슬롯) 내에 아직 체재하고 있다. 한편, 101번째∼200번째 기판(G101∼G200)은, 다른쪽의 배치 처리 유닛(D)(기판 보트(98)의 제1∼제100 슬롯) 내에 체재하고 있고, 배치 처리(배치식 소성 처리)가 개시한 지 얼마 되지 않은 상황하에 있다. 이 때, 상류측(제2 셔틀 반송부(40))의 상부 셔틀(JSU)이 202번째 기판(G202)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착한다.
그 직후에, 매엽 반송 기구(34)는, 도 10a와 동일한 동작에 의해, 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 하부 셔틀(KSL)에 첫번째 기판(G1)을 적재하고, 이와 동시에 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 202번째 기판(G202)을 내린다(t=t1∼t2).
이어서, 매엽 반송 기구(34)는, 배치 처리 유닛(C)(기판 보트(98)의 제2 슬롯)에 액세스하여, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 막 내린 202번째 기판(G202)을 배치 처리가 끝난 2번째 기판(G2)과 교체한다(t=t2∼t3).
직후에, 상류측의 하부 셔틀(JSL)이, 203번째 기판(G203)을 적재하여 하부 언로드 위치(WU)에 도착한다(t=t4).
그 직후에, 매엽 반송 기구(32)는, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 동작에 의해, 먼저 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 하류측의 상류 셔틀(KSU)에 2번째 기판(G2)을 적재하고, 이어서 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 203번째 기판(G203)을 내린다(t=t5∼t6).
이어서, 매엽 반송 기구(34)는, 배치 처리 유닛(C)(기판 보트(98)의 제3 슬롯)에 액세스하여, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 막 내린 203번째 기판(G203)을 배치 처리가 끝난 3번째 기판(G3)과 교체한다(t=t6∼t7).
직후에, 상류측의 상부 셔틀(JSU)이, 204번째 기판(G204)을 적재하여 하부 언로드 위치(WU)에 도착한다(t=t8). 이후에도, 상기와 동일한 동작이 택트 시간 TS의 주기로 반복하여 행해진다.
도시는 생략하지만, 매엽 반송 기구(34)는, 결국은, 배치 처리 유닛(C)(기판 보트(98)의 제100 슬롯)에 액세스하여, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 막 내린 300번째 기판(G300)을, 배치 처리가 끝난 100번째 기판(G100)과 교체한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 다른쪽의 배치 처리 유닛(D)은, 딱 이 즈음에 1회분의 배치 처리를 종료한다.
이후, 매엽 반송 기구(34)는, 상류측의 셔틀(JSU/JSL)로부터 택트 시간 TS의 주기로 순차적으로 내리는 후속의 301번째∼400번째 기판(G301∼G400)에 관해서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기와 동일한 순서에 의해 배치 처리 유닛(D)에 처리가 끝난 101번째∼200번째 기판(G101∼G200)과 1장씩 교체하도록 택트 시간 TS의 주기로 순차적으로 반입한다. 그리고, 배치 처리 유닛(D)으로부터 순차적으로 반출된 101번째∼200번째 기판(G101∼G200)은, 택트 시간 TS의 주기로 순차적으로 하류측의 셔틀(KSU/KSL)에 적재되어 반송 라인(28)의 하류측에 반송된다.
이 실시형태에서는, 한쌍의 배치 처리 유닛(C, D)(배치식 소성 유닛(52A, 52B))의 사이에서 배치 처리(소성 처리)와 기판 교체 동작이 교차하여 교대로 반복하여 행해진다. 그리고, 기판 교체 동작에서는, 기판 수납부(기판 보트(98) 상의 슬롯)에서의 처리가 끝난 기판과 처리전의 기판의 교체가 택트 시간 TS를 기준 사이클로 하여 기판 1장씩(1슬롯씩) 반복하여 행해진다.
[매엽 반송 기구의 전송 형태 4]
1대 또는 복수대의 매엽식 색소 흡착 유닛(54)이 배치되는 제4 영역 내에서 제4 매엽 반송 기구(36)가 행하는 일련의 기판 전송 동작은, 기본적으로는, 전술한 제3 영역에서의 제3 매엽 반송 기구(34)의 일련의 기판 전송 동작(제3 전송 형태)과 비슷하다.
즉, 상류측(제3 셔틀 반송부(42))의 상부 셔틀(JSU)이 n번째 기판(Gn)을 적재하여 상부 언로드 위치(WU)에 도착하면, 직후에 제4 매엽 반송 기구(36)는, 도 10a와 동일한 동작에 의해, 한쪽의 반송 아암, 예를 들면 하부 반송 아암(ML)에 유지하고 있는 처리가 끝난 다른 기판을, 하류측의 기판 중계대(26)의 하부 배치대(26L)에 싣는 동작과, 다른 한쪽의 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 기판(Gn)을 상부 셔틀(JSU)로부터 내리는 동작을 동시에 행한다.
이어서, 매엽 반송 기구(36)는, 이 시점에서 가장 최근에 색소 흡착이 종료한 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 액세스하여, 상류측의 상부 셔틀(JSU)로부터 막 내린 기판(Gn)을 처리가 끝난 기판(GP)과 교체한다. 이 때, 비어 있는 쪽의 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 처리가 끝난 기판(GP)을 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 처리전의 기판(Gn)을 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 반입한다.
그 후 곧바로, 상류측의 하부 셔틀(JSL)이 n+1번째 기판(Gn +1)을 적재하여 하부 언로드 위치(WL)에 도착한다. 그 직후에, 제4 매엽 반송 기구(36)는, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 동작에 의해, 먼저 하부 반송 아암(ML)에 유지하고 있는 처리가 끝난 기판(GP)을 기판 중계대(26)의 상부 배치대(26U)에 싣고, 이어서 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 기판(Gn +1)을 하부 셔틀(JSL)로부터 내린다. 그리고, 이 시점에서 가장 최근에 색소 흡착이 종료한 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 액세스하여, 상류측의 하부 셔틀(JSL)로부터 막 내린 기판(Gn +1)을 처리가 끝난 다른 기판(GQ)과 교체한다. 이 경우, 비어 있는 쪽의 하부 반송 아암(ML)을 이용하여 처리가 끝난 기판(GQ)을 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)으로부터 반출하고, 그것과 교체하여 상부 반송 아암(MU)을 이용하여 처리전의 기판(Gn +1)을 상기 매엽식 색소 흡착 유닛(54)에 반입한다. 이후에도, 택트 시간 TS를 기본 주기로 하여 상기와 같은 일련의 기판 전송 동작이 반복하여 행해진다.
[실시형태에서의 주요 작용 효과]
전술한 바와 같이, 이 실시형태의 기판 처리 장치에서는, 반송 라인(28) 상에, 복수(제1∼제4)의 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)와 복수(제1∼제3)의 셔틀 반송부(38, 40, 42)가 프로세스 플로우의 순으로 교대로 나란히 일렬로 배치되어 있다.
여기서, 제1 매엽 반송 기구(30)는, 택트 시간 TS의 사이클로, 그 주위(제1 영역)에 배치된 1대 또는 복수대의 매엽식 세정 유닛(44) 및 1대 또는 복수대의 매엽식 패터닝 유닛(46)에 액세스하여, 각 유닛에 기판(G)의 출납을 1장씩 행한다. 제2 매엽 반송 기구(32)는, 택트 시간 TS의 사이클로, 그 주위(제2 영역)에 배치된 1대 또는 복수대의 매엽식 작용극 성막 유닛(48) 및 1대 또는 복수대의 열처리 유닛(50)에 액세스하여, 각 유닛에 기판(G)의 출납을 1장씩 행한다. 제3 매엽 반송 기구(34)는, 택트 시간 TS의 사이클로, 그 주위(제3 영역)에 배치된 한쌍(2대)의 배치식 소성 유닛(52A, 52B)에 액세스하여, 각 유닛에 기판(G)의 출납을 1장씩 행한다. 제4 매엽 반송 기구(36)는, 택트 시간 TS의 사이클로, 그 주위(제4 영역)에 배치된 1대 또는 복수대의 색소 흡착 유닛(54)에 액세스하여, 각 유닛에 기판(G)의 출납을 1장씩 행한다.
제1 매엽 반송 기구(30)와 제2 매엽 반송 기구(32) 사이에서는, 제1 셔틀 반송부(38)의 상부/하부 셔틀(SU/SL)을 교대로 이용하여, 상류측(30)으로부터 하류측(32)으로 기판(G)을 택트 시간 TS의 사이클로 1장씩 반송한다. 이 경우, 제1 매엽 반송 기구(30)는, 상부/하부 셔틀(SU/SL) 중의 어느 하나가 로드 위치(FU/FL)에 체재하고 있는 동안에 기판(G)을 적재하면 되고, 제2 매엽 반송 기구(32)의 상황을 신경쓰지 않아도 된다. 한편, 제2 매엽 반송 기구(32)쪽은, 상부/하부 셔틀(SU/SL) 중의 어느 하나가 언로드 위치(WU/WL)에 체재하고 있는 동안에 기판(G)을 내리면 되고, 제1 매엽 반송 기구(30)측의 상황을 신경쓰지 않아도 된다.
동일한 관계는, 제2 셔틀 반송부(40)를 사이에 두고 기판(G)을 전달하는 제2 매엽 반송 기구(32)와 제3 매엽 반송 기구(34) 사이에서도, 및 제3 셔틀 반송부(42)를 사이에 두고 기판(G)을 전달하는 제3 매엽 반송 기구(34)와 제4 매엽 반송 기구(36) 사이에서도 성립한다. 상류측의 매엽 반송 기구는, 상부/하부 셔틀(SU/SL) 중의 어느 것이 로드 위치(FU/FL)에 체재하고 있는 동안에 기판(G)을 적재하면 되고, 하류측의 매엽 반송 기구는, 상부/하부 셔틀(SU/SL) 중의 어느 것이 언로드 위치(WU/WL)에 체재하고 있는 동안에 기판(G)을 내리면 된다. 따라서, 상류측의 매엽 반송 기구가 기판(Gj)을 적재하는 타이밍과, 하류측의 매엽 반송 기구가 기판(Gi)을 내리는 타이밍이 일치해도 좋고, 다소 어긋나 있어도 좋다.
또, 각각의 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)는, 각각의 담당 영역 내에서 기판(G)의 전송을 행하기 때문에, 반송 본체(60U, 60L)의 승강 이동ㆍ회전 이동과 반송 아암(MU, ML)의 진퇴 또는 신축 이동을 행하면 되고, 반송 본체(60U, 60L)의 수평 이동을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 각각의 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)는, 기판 전송을 고속으로 또한 효율적으로 행할 수 있을 뿐만 아니라, 파티클의 발생 또는 비산을 적게 할 수 있다.
한편, 셔틀 반송부(38, 40, 42)는, 기판(G)을 1장만 적재하는 경량 소형의 하대(66)를 갖는 상부/하부 셔틀(SU/SL)을 1축의 반송 기구로 수평 이동시킬 뿐이기 때문에, 구조 및 동작이 매우 간단하며, 파티클을 발생시키는 것도 적다.
또한, 각각의 셔틀 반송부(38, 40, 42)는, 동일 구조 및 동일 기능을 갖는 상부 셔틀(SU) 및 하부 셔틀(SL)의 정형 동작(로드 체재→왕로 이동→언로드 체재→복로 이동)을 역사이클 또는 역위상으로 반복하여 행하면 되기 때문에, 반송 프로그램(소프트웨어)을 현저하게 간이화하여 저비용화할 수 있다. 특히, 이 실시형태에서는, 제1∼제3 셔틀 반송부(38, 40, 42)의 동작을 전부 동기시키고 있기 때문에, 시스템 전체적으로 반송 프로그램(소프트웨어)의 한층 더 간이화ㆍ저비용화, 나아가 고작업 처리량을 실현할 수 있다.
또, 이 기판 처리 장치에서는, 반송 라인(28)을 따라서 매엽식 처리 유닛(44, 46, 48, 50, 54) 및 배치식 처리 유닛(52A, 52B)이 혼재하여 배치된다. 각 매엽 반송 기구(30, 32, 34, 36)는, 각 담당 영역 내에 설치되는 처리 유닛이 매엽식 또는 배치식 중 어느 것이라 하더라도, 일률적으로 택트 시간 TS의 사이클로 기판(G)을 1장씩 출납 또는 교체한다. 이것에 의해, 반송 라인(28) 상의 각 부에서의 기판의 매엽 반송이 전부 택트 시간 TS를 기준 주기로 하여 반복된다. 이것에 의해, 매엽식의 처리 유닛과 배치식의 처리 유닛이 혼재하는 시스템의 인라인화를 용이하게 구축할 수 있다.
또한, 이 기판 처리 장치에서, 반송 라인(28)의 최상류에 위치하는 제1 매엽 반송 기구(30)는, 정치한 기판 중계대(20)를 통해 로더 반송 기구(18)와 기판(G)을 1장씩 전달한다. 이 경우, 로더 반송 기구(18)의 반송 태스크는, 매엽 반송 기구(30)의 반송 태스크보다 훨씬 적기 때문에, 양자간에 기판(G)의 하역이 경합하는 것을 용이하게 회피할 수 있다. 또, 로더 반송 기구(18)가 로더(12) 내에서 시스템 폭방향(Y 방향)으로 수평 이동할 때 파티클이 발생하거나, 또는 파티클이 비산되었다 하더라도, 프로세스 스테이션(10)의 밖의 영역이며, 가령 미처리의 기판(G)에 파티클이 부착되더라도, 제1 공정의 매엽식 세정 유닛(44)에 의해 제거되기 때문에, 지장은 없다. 반송 라인(28)의 하류단측에 설치되는 정치한 기판 중계대(26) 및 언로더 반송 기구(18)에도 동일한 것이 적용된다.
[다른 실시형태 또는 변형예]
전술한 실시형태의 기판 처리 장치에서, 로더(12)측의 기판 중계대(20(20U, 20L)) 및/또는 언로더(14)측의 기판 중계대(26(26U, 26L))를 상기 셔틀 반송부(38, 40, 42)와 동일한 셔틀 반송부로 치환하는 것도 가능하다.
전술한 실시형태에서의 기판 처리 장치의 발전 형태로서, 예를 들면 도 16에 나타낸 바와 같이, 색소 증감 태양 전지(도 17)의 제조 프로세스에 사용하는 모든 처리 유닛을 집약한 처리 시스템을 구축하는 것도 가능하다.
이 처리 시스템에서는, 상기 실시형태와 같이 제1 프로세스 스테이션(10)에 의해 투명 기판(208)측의 제1 적층 어셈블리(208/200/204)를 제작하고, 제2 프로세스 스테이션(110)에 의해 대향 기판(210)측의 제2 적층 어셈블리(210/205/202)를 제작하여, 접합 유닛(112)에서 제1 적층 어셈블리(208/200/204)와 제2 적층 어셈블리(210/205/202)를 접합하도록 하고 있다.
여기서, 제1 프로세스 스테이션(10)에는, 상기 실시형태와 마찬가지로 투명 전극(202)이 패터닝되기 전의 블랭킷의 투명 도전층이 형성되어 있는 투명 기판(208)이 미처리의 기판(G)으로서 로더(12)로부터 택트 시간 TS의 사이클로 투입된다. 한편, 제2 프로세스 스테이션(110)에는, 하지 전극(205)이 패터닝되기 전의 블랭킷의 도전층(예를 들면 FTO)이 형성되어 있는 대향 기판(210)이 미처리의 기판(H)으로서 로더(114)로부터 택트 시간 TS의 사이클로 투입된다. 로더(114)는, 로더(12)와 동일한 구성 및 기능을 가지며, 로더 반송 기구(116)를 구비하고 있다.
제2 프로세스 스테이션(110)은, 로더(114)로부터 접합 유닛(112)을 향하여 시스템 길이 방향(X 방향)으로 직선으로 연장되는 반송 라인(118)을 가지며, 이 반송 라인(118)을 사이에 두고 그 좌우 양측에 후술하는 다수 및 다종의 처리 유닛(134∼142B)을 배치하고 있다.
반송 라인(118) 상에는, 복수(도시한 예에서는 3개)의 매엽 반송 기구(120, 122, 124)와 복수(3개)의 셔틀 반송부(126, 128, 130)가 교대로 나란히 일렬로 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 제5 매엽 반송 기구(120)는, 프로세스 플로우에 관해 반송 라인(118) 상의 최상류에 위치하고, 로더(114)에 인접하는 기판 중계대(132)와 제5 셔틀 반송부(126) 사이에 끼워져 있다. 이 제5 매엽 반송 기구(120)의 좌우 양측으로 넓어지는 제1 영역에는, 1장씩 기판(G)의 피처리면을 세정하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 세정 유닛(134)과, 1장씩 기판(H)의 피처리면 상의 블랭킷인 도전층을 하지 전극(205)에 패터닝하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 패터닝 유닛(136)이 각각 배치되어 있다.
제6 매엽 반송 기구(122)는, 반송 라인(118) 상에서 제5 매엽 반송 기구(120)보다 하류측에 위치하고, 제5 셔틀 반송부(126)와 제6 셔틀 반송부(128) 사이에 끼워져 있다. 이 제6 매엽 반송 기구(122)의 좌우 양측으로 넓어지는 제6 영역에는, 1장씩 기판(H)의 피처리면 상에, 예를 들면 카본으로 이루어진 대향 전극(202)을 성막(예를 들면 인쇄 도포)하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 대극 성막 유닛(138)과, 1장씩 도포후의 기판(H)의 피처리면(대향 전극(202))을 베이킹하기 위한 1대 또는 복수대의 매엽식 열처리 유닛(140)이 각각 배치되어 있다.
제7 매엽 반송 기구(124)는, 반송 라인(118) 상에서 제6 매엽 반송 기구(122)보다 하류측에 위치하고, 제6 셔틀 반송부(128)와 제7 셔틀 반송부(130) 사이에 끼워져 있다. 이 제7 매엽 반송 기구(124)의 좌우 양측으로 넓어지는 제7 영역에는, 기판(H) 상의 피처리면에 형성되어 있는 대향 전극(202)을 복수매(예를 들면 100장) 통합하여 소성하기 위한 한쌍의 배치식 소성 유닛(142A, 142B)이 배치되어 있다.
제5∼제7 매엽 반송 기구(120, 122, 124)는, 상기 제1 프로세스 스테이션(10)에서의 제1∼제3 매엽 반송 기구(30, 32, 34)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 발휘한다. 제5∼제7 셔틀 반송부(126, 128, 130)는, 상기 제1 프로세스 스테이션(10)에서의 제1∼제3 셔틀 반송부(38, 40, 42)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 발휘한다.
제2 프로세스 스테이션(110)에서는, 기판(H)이 반송 라인(118)을 내려가면서 제5∼제7 영역 내의 정해진 처리 유닛에서 일련의 매엽 처리 또는 배치 처리를 순차적으로 받는다. 그리고, 제2 적층 어셈블리(210/205/202)가 된 처리가 끝난 기판(H)은, 택트 시간 TS의 사이클로, 제7 셔틀 반송부(130)의 상부 및 하부 언로드 위치(WU/WL)로부터 접합 유닛(112)의 반송 기구(144)에 인수된다.
한편, 제1 프로세스 스테이션(10)에서는, 상기 실시형태와 같이 기판(G)이 반송 라인(28)을 내려가면서, 제1∼제4 영역 내의 정해진 처리 유닛에서 일련의 매엽 처리 또는 배치 처리를 순차적으로 받는다. 그리고, 제1 적층 어셈블리(208/200/204)가 된 처리가 끝난 기판(G)은, 택트 시간 TS의 사이클로, 제4 매엽 반송 기구(36)에 접속된 제4 셔틀 반송부(43)의 상부 및 하부 언로드 위치(WU/WL)로부터 접합 유닛(112)의 반송 기구(144)에 인수된다.
접합 유닛(112)은, 제1 프로세스 스테이션(10)으로부터 취입한 제1 적층 어셈블리(208/200/204)와 제2 프로세스 스테이션(110)으로부터 취입한 제2 적층 어셈블리(210/205/202)를, 예를 들면 접착제를 이용하여 접합하여, 일체적인 적층 어셈블리(208/200/204/202/205/210)를 형성한다.
이 일체화된 적층 어셈블리(208/200/204/202/205/210)는, 다음 단의 전해액 주입 유닛(146)에 보내어져, 이 유닛(146) 내에서 일체화 적층 어셈블리 중에, 보다 상세하게는 다공질 반도체 미립자층(204)과 대향 전극(202) 사이에 전해액이 주입된다.
마지막으로, 다음 단의 밀봉 유닛(148)에 있어서, 전해액이 새지 않도록 일체화 적층 어셈블리에 밀봉(시일)이 실시되어, 최종 제품인 도 17의 색소 증감 태양 전지 모듈(G/H)이 얻어진다. 이 색소 증감 태양 전지 모듈(G/H)은, 언로더(14)로부터 카세트(CS) 단위로 반출된다.
또한, 접합 유닛(112), 전해액 주입 유닛(146) 및 밀봉 유닛(148)의 사이에서는, 본 발명에서의 매엽 반송 기구 및 셔틀 반송부는 사용되지 않고, 종래 공지 또는 주지의 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 또는 적층 어셈블리 내지 일체화 적층 어셈블리(G/H)이 1장씩 반송된다.
다른 변형예로서, 시스템의 사양에 따라서, 어느 셔틀 반송부에 있어서, 상부 셔틀의 왕복 동작(로드ㆍ왕동 이동ㆍ언로드ㆍ복동 이동)과 하부 셔틀의 왕복 동작(로드ㆍ왕동 이동ㆍ언로드ㆍ복동 이동)을 독립 또는 비동기로 행하게 하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 각 매엽 반송 기구의 주위(담당 영역)에 매엽식 또는 배치식 중 어느 처리 유닛을 배치하더라도, 반송 라인 상에서는 일률적으로 반송 택트의 사이클로 정형적인 매엽 반송 또는 전송이 행해진다. 따라서, 상기 실시형태와 같이 매엽식의 처리 유닛과 배치식의 처리 유닛이 혼재하는 시스템에 한정되지 않고, 시스템 내의 모든 처리 유닛이 매엽식의 처리 유닛인 인라인 시스템, 또는 시스템 내의 모든 처리 유닛이 배치식의 처리 유닛인 인라인 시스템에도 본 발명을 적용할 수 있다. 나아가, 인라인 시스템에 한정되지 않고, 다수의 처리 유닛을 프로세스 플로우의 순으로 대략 가로로 나열하여 배치하는 임의의 시스템의 일부 또는 전체에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명은, 상기 실시형태와 같은 색소 증감 태양 전지의 제조 프로세스용의 기판 처리 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 반도체 디바이스나 FPD를 제조하기 위한 기판 처리 장치에도 적용 가능하다.
10 : 프로세스 스테이션 12 : 로더
14 : 언로더 18 : 로더 반송 기구
24 : 언로더 반송 기구 28 : 반송 라인
30, 32, 34, 36 : 매엽 반송 기구 38, 40, 42 : 셔틀 반송부
44 : 매엽식 세정 유닛 46 : 매엽식 패터닝 유닛
48 : 매엽식 작용극 성막 유닛 50 : 열처리 유닛
52A, 52B : 배치식 소성 유닛 54 : 매엽식 색소 흡착 유닛
60U, 60L : 반송 본체 MU : 상부 반송 아암
ML : 하부 반송 아암 SU : 상부 셔틀
SL : 하부 셔틀 62 : 상부 반송로
64 : 하부 반송로 FU : 상부 로드 위치
FL : 하부 로드 위치 WU : 상부 언로드 위치
WL : 하부 언로드 위치

Claims (20)

  1. 임의의 길이로 수평 방향으로 서로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 반송로와,
    기판을 1장 적재하는 하대를 가지며, 상기 제1 반송로의 일단에 마련되는 제1 로드 위치와, 상기 제1 반송로의 타단에 마련되는 제1 언로드 위치 사이에서 상기 제1 반송로 상을 왕복 이동할 수 있는 제1 셔틀과,
    기판을 1장 적재하는 하대를 가지며, 상기 제2 반송로의 일단에 마련되는 제2 로드 위치와, 상기 제2 반송로의 타단에 마련되는 제2 언로드 위치 사이에서 상기 제2 반송로 상을 왕복 이동할 수 있는 제2 셔틀과,
    상기 제1 및 제2 로드 위치에 액세스 가능하게 설치되고, 제1 영역 내에서 기판을 반송하기 위한 하나 또는 복수의 제1 반송 아암을 갖는 제1 반송 기구와,
    상기 제1 및 제2 언로드 위치에 액세스 가능하게 설치되고, 제2 영역 내에서 기판을 반송하기 위한 하나 또는 복수의 제2 반송 아암을 갖는 제2 반송 기구와,
    기판에 원하는 매엽(枚葉) 처리 또는 배치(batch) 처리를 실시하기 위해, 상기 제1 및 제2 영역 중 적어도 하나에 배치되는 처리부
    를 포함하고,
    상기 제1 반송 기구가, 상기 제1 반송 아암을 이용하여, 상기 제1 및 제2 로드 위치에서 상기 제1 및 제2 셔틀에 기판을 1장씩 적재하고,
    상기 제2 반송 기구가, 상기 제2 반송 아암을 이용하여, 상기 제1 및 제2 언로드 위치에서 상기 제1 및 제2 셔틀로부터 기판을 1장씩 내리고,
    상기 제1 셔틀에 의한 상기 제1 로드 위치로부터 상기 제1 언로드 위치로의 기판의 반송과, 상기 제2 셔틀에 의한 상기 제2 로드 위치로부터 상기 제2 언로드 위치로의 기판의 반송이 독립적으로 행해지는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역 내에, 미처리의 기판을 수납한 카세트의 투입이 행해지는 로더부가 설치되고,
    상기 제1 반송 기구는, 상기 제1 반송 아암을 이용하여 상기 제1 또는 제2 셔틀에 적재하기 위한 기판을 상기 카세트로부터 꺼내는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반송로는 일정한 간격을 두고 상하로 겹쳐 있는 것인 기판 처리 장치.
  4. 프로세스 플로우의 상류측으로부터 하류측을 향하여 피처리 기판을 수평 방향으로 반송하는 반송 라인과,
    상기 반송 라인 상에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제1 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제1 반송 기구와,
    상기 반송 라인 상의 상기 제1 반송 기구보다 하류측에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제2 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제2 반송 기구와,
    상기 반송 라인의 1구간을 구성하고, 상기 제1 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 로드 위치로부터 상기 제2 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 언로드 위치에 기판을 각각 1장씩 적재하여 개별적으로 매엽 반송하는, 왕복 이동 가능한 제1 및 제2 셔틀
    을 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 프로세스 플로우의 상류측으로부터 하류측을 향하여 피처리 기판을 수평 방향으로 반송하는 반송 라인과,
    상기 반송 라인 상에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제1 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제1 반송 기구와,
    상기 반송 라인 상의 상기 제1 반송 기구보다 하류측에 설치되고, 그 주위에 배치되어 있는 제2 처리부와 기판의 전달을 1장씩 행하는 제2 반송 기구와,
    상기 반송 라인의 1구간을 구성하고, 상기 제1 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 로드 위치로부터 상기 제2 반송 기구에 인접하는 제1 및 제2 언로드 위치에 기판을 각각 1장씩 적재하여 매엽 반송하는, 왕복 이동 가능한 제1 및 제2 셔틀
    을 포함하고,
    상기 제1 셔틀에 의한 기판의 반송과 상기 제2 셔틀에 의한 기판의 반송이 일정한 택트 시간에서 교대로 행해지는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 셔틀이 기판을 적재하고 상기 제1 로드 위치로부터 상기 제1 언로드 위치로 이동하는 동작과, 상기 제2 셔틀이 기판을 적재하지 않고 상기 제2 언로드 위치로부터 상기 제2 로드 위치로 이동하는 동작이 동시에 행해지고,
    상기 제2 셔틀이 기판을 적재하고 상기 제2 로드 위치로부터 상기 제2 언로드 위치로 이동하는 동작과, 상기 제1 셔틀이 기판을 적재하지 않고 상기 제1 언로드 위치로부터 상기 제1 로드 위치로 이동하는 동작이 동시에 행해지는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 반송 기구가 상기 제1 셔틀에 기판을 적재하는 동작과, 상기 제2 반송 기구가 상기 제2 셔틀로부터 기판을 내리는 동작이 독립된 타이밍에서 행해지고,
    상기 제1 반송 기구가 상기 제2 셔틀에 기판을 적재하는 동작과, 상기 제2 반송 기구가 상기 제1 셔틀로부터 기판을 내리는 동작이 독립된 타이밍에서 행해지는 것인 기판 처리 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 셔틀은, 임의의 길이로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 반송로 상에서 각각 독립적으로 이동하는 것인 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반송로는 일정한 간격을 두고 상하로 겹쳐 있는 것인 기판 처리 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제1 처리부는, 일정한 시간차로 각각이 제1 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제1 매엽식 처리 유닛을 갖는 것인 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 반송 기구는, 상기 택트 시간내에, 상기 제1 매엽 처리를 아직 받지 않은 1장의 기판을, 상기 반송 라인의 상류측으로부터 수취하고, 그 수취한 기판을 가장 최근에 상기 제1 매엽 처리가 종료한 상기 제1 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제1 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 상기 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것에 적재하는 것인 기판 처리 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제1 처리부는, 일정한 시간차로 각각이 제1 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제1 매엽식 처리 유닛과, 일정한 시간차로 각각이 상기 제1 매엽 처리의 다음 공정인 제2 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제2 매엽식 처리 유닛을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 반송 기구는, 상기 택트 시간내에, 상기 제1 및 제2 매엽 처리 중 어느 것도 아직 받지 않은 1장의 기판을 상기 반송 라인의 상류측으로부터 수취하고, 그 수취한 기판을 가장 최근에 상기 제1 매엽 처리가 종료한 상기 제1 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제1 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 가장 최근에 상기 제2 매엽 처리가 종료한 상기 제2 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제2 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 상기 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것에 적재하는 것인 기판 처리 장치.
  14. 제5항에 있어서, 상기 제1 처리부는, 일정한 시간차로 각각이 제1 배치 처리를 반복하여 행하는 복수의 제1 배치식 처리 유닛을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 반송 기구는, 상기 택트 시간내에, 상기 제1 배치 처리를 아직 받지 않은 1장의 기판을, 상기 반송 라인의 상류측으로부터 수취하고, 그 수취한 기판을 가장 최근에 상기 제1 배치 처리가 종료한 상기 제1 배치식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제1 배치 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 상기 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것에 적재하는 것인 기판 처리 장치.
  16. 제5항에 있어서, 상기 제2 처리부는, 일정한 시간차로 각각이 제3 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제3 매엽식 처리 유닛을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 반송 기구는, 상기 택트 시간내에, 상기 제3 매엽 처리를 아직 받지 않은 1장의 기판을 상기 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것으로부터 내리고, 그 내린 기판을 가장 최근에 상기 제3 매엽 처리가 종료한 상기 제3 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제3 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 상기 반송 라인의 하류측에 건네는 것인 기판 처리 장치.
  18. 제5항에 있어서, 상기 제2 처리부는, 일정한 시간차로 각각이 제3 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제3 매엽식 처리 유닛과, 일정한 시간차로 각각이 상기 제3 매엽 처리의 다음 공정인 제4 매엽 처리를 반복하여 행하는 복수의 제4 매엽식 처리 유닛을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 반송 기구는, 상기 택트 시간내에, 상기 제3 및 제4 매엽 처리 중 어느 것도 아직 받지 않은 1장의 기판을, 상기 제1 또는 제2 셔틀 중 어느 것으로부터 내리고, 그 내린 기판을 가장 최근에 상기 제3 매엽 처리가 종료한 상기 제3 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제3 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 가장 최근에 상기 제4 매엽 처리가 종료한 상기 제4 매엽식 처리 유닛에 반입하고, 그것과 교체하여 상기 제4 매엽 처리를 끝낸 기판을 반출하고, 그 반출한 기판을 상기 반송 라인의 하류측에 건네는 것인 기판 처리 장치.
  20. 제5항에 있어서, 상기 제2 처리부는, 일정한 시간차로 모두 제2 배치 처리를 반복하여 행하는 복수의 제2 배치식 처리 유닛을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
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