TW201521145A - 基板處理系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種基板處理系統及基板處理方法。上述基板處理系統10，包含有：搬送部15、第一處理室16、第二處理室18和主控制部30。搬送部15具有用以搬送工件20的搬送機械手臂22。第一處理室16和第二處理室18配置在搬送部15的周圍。第一處理室16和第二處理室18分別具有在搬入和搬出工件20時可打開或關閉的門162、182。主控制部30控制搬送機械手臂22和門162、182的動作，使得搬送機械手臂22不是對第一處理室16或第二處理室18中任意一個連續進行搬入或搬出，而是對第一處理室16和第二處理室18交替進行搬入或搬出。

Description

基板處理系統

本發明係有關於一種對液晶玻璃等基板實行焙燒(燒成)等熱處理所構成的基板處理系統，及可適用於該系統之基板處理方法。

當在彩色濾光器製造步驟等中，對液晶玻璃等基板進行熱處理時，為了有效地進行基板的搬入、處理和搬出，而使用經系統化的構造。

在此，用圖1簡單說明習知基板處理系統中基板搬送的控制內容。習知，從圖外的搬入部，將未處理的工件取出的搬送機械手臂22，例如從第一處理室(chamber)16的多層框架166最上層，搬出處理完畢的工件(workpiece)，然後，將未處理工件搬入該空層中。此後，搬送機械手臂22，將處理完畢的工件搬送到圖外的搬出部。接著，搬送機械手臂22再從搬入部取出未處理工件，這次從第一處理室16的多層框架166，自上數多層框架166的第二層搬出處理完畢的工件，然後將未處理工件搬入該空層中。反覆進行同樣的動作，搬送機械手臂22，首先對第一處理室16的多層框架從最上層到最下層的各層，進行處理完成工件的搬出處理和未處理工件的搬入處理。在對第一處理室16的多層框架166從最上層到最下層的各層，處理完成工件的搬出處理和未處理工件的搬入處理結束後，與上述同樣地，對第二處理室18的多層框架186從最上層到最下 層的各層，進行處理完成工件的搬出處理和未處理工件的搬入處理。

在這種基板處理系統中，對基板進行熱處理時，塗敷在基板的昇華性質成分(例如光阻抗蝕劑(photoresist)所含的昇華性質成分)會氣化，因該昇華物造成爐內的潔淨度降低。

因此，習知亦有各種對利用通風道(duct)等，將所產生的昇華物從爐內吸出的排氣系統的解決方法。例如，有一種熱處理裝置，係為了降低昇華氣體的濃度，加熱換氣用的空氣，導入通過工件的循環空氣的上游部，並且將一部分通過工件的空氣排出(例如，參照日本專利特開平10-141868號)。

在包括上述日本專利特開平10-141868號的熱處理裝置在內，習知的熱處理裝置中，如果要提高生產量(throughput)，就必須要盡可能縮短將基板搬入爐中的時間間隔，但是如果縮短搬入基板的時間間隔，則為了使昇華物氣體的濃度降低，而必須增加排氣量。

而且，伴隨排氣量的增加，排熱量或供氣的加熱容量也要增加，其結果發現，為了將爐內保持在設定溫度，就必須從加熱器向爐內提供更多的熱量。

因此，在包括上述的日本專利特開平10-141868號的熱處理裝置在內，習知的熱處理裝置中，電耗必然與生產量的提高成比例增加，因而要削減電耗就要犧牲生產量。

本發明的目的是提供一種可不犧牲生產量而可實現削減電耗之基板處理系統及基板處理方法。

本發明的基板處理系統對基板進行熱處理。作為基板的例子可 以舉出：液晶顯示器和等離子體顯示器用的玻璃基板、半導體裝置中使用的半導體晶片等。

該基板處理系統，包括搬送部、複數處理室以及控制部。搬送部具有用以搬送基板的搬送機械手臂。複數處理室分別配置在搬送部的周圍。各處理室具有在搬入和搬出基板時可打開或關閉的門。

控制部至少控制搬送部和處理室。控制部，係控制搬送機械手臂和門的動作，使搬送機械手臂不是連續對同一個處理室進行搬入或搬出，而是依序對複數處理室進行搬入或搬出。

在這種構造中，依每個生產接觸時間(tact time or takt time)進行不同的處理室門的打開或關閉動作，且對於不同的處理室依序搬入或搬出基板。如此一來，藉由變更將基板向複數處理室投入的順序，可抑制在單一的處理室內每單位時間的昇華物氣體的生成量，而降低爐內的昇華物氣體濃度。

其結果發現，與習知相比，可進行經縮減排氣量和供氣量的運轉，並可削減伴隨排氣的排熱。即，可不降低生產量就能進行節能運轉。此外，也可降低去除附著在爐內的昇華物等的維護頻率。

按照本發明，可不犧牲生產量而可實現大幅度降低電耗。

10、11‧‧‧基板處理系統

12‧‧‧搬入部

14‧‧‧搬出部

15、150‧‧‧搬送部

16‧‧‧第一處理室

17‧‧‧處理室

18‧‧‧第二處理室

20‧‧‧工件

22‧‧‧搬送機械手臂

30‧‧‧主控制部

40‧‧‧小門

162、182‧‧‧門

164、184‧‧‧爐體

165、185‧‧‧控制部

166、186‧‧‧多層框架

167、187‧‧‧熱處理部

168、188‧‧‧換氣部

169、189‧‧‧門驅動部

222‧‧‧控制部

224‧‧‧手驅動部

225‧‧‧手

226‧‧‧移動機構部

圖1是表示習知基板處理系統控制基板搬送內容的圖。

圖2是表示本發明實施形態有關的基板處理系統概略的俯視圖。

圖3是表示第一處理室、第二處理室和搬送機械手臂概略的側剖視圖。

圖4是表示基板處理系統概略的方塊圖。

圖5是表示主控制部所進行的控制內容的圖。

圖6是表示本發明其他實施形態有關的基板處理系統概略構造的俯視圖。

圖7是表示具有n個處理室的基板處理系統的效果的概略圖。

圖8是表示本發明其他實施形態有關的處理室概略構造圖。

圖2是表示本發明實施形態有關的基板處理系統10的概略。在該實施形態中，基板處理系統10為可進行彩色濾光器的製造步驟之構造，但本發明的應用範圍不限定於彩色濾光器的製造步驟。

基板處理系統10包括搬入部12、搬出部14、搬送部15、第一處理室16和第二處理室18。搬入部12、搬出部14和搬送部15配置在用透明構件覆蓋的清潔單元內部。

搬入部12具有作為未處理工件(基板)20的搬入口機能的構造。在本實施形態中，工件20為長邊約2.5米、短邊約2.2米的長方形玻璃基板，但熱處理系統10處理的工件20的種類不限於此。搬出部14為可收納處理完成的工件20之構造。

搬送部15位於熱處理系統10的中央部，並配置成分別與搬入部12、搬出部14、第一處理室16和第二處理室18鄰接。搬送部15在內部設置有搬送機械手臂22。搬送機械手臂22在搬入部12、搬出部14、第一處理室16和第二處理室18之間搬送工件20。第一處理室16和第二處理室18對搬入的工件20進行熱處理。

圖3表示第一處理室16、第二處理室18和搬送機械手臂22的概略構造。第一處理室16包括：爐體164，具有將工件20搬入和搬出的開口部；以及門162，可選擇性遮擋開口部。

爐體164具有可將工件20支承在各層上之多層框架166。門162係由複數擋板片所構成，上述複數擋板片被支承成可分別沿在垂直方向延伸的軸升降。各擋板片係構成相互帶動而進行升降，例如，可藉由使相鄰的兩個擋板片分離或接觸，將工件20搬入和搬出多層框架166中的預定層。

第二處理室18與第一處理室16相同，也至少包括爐體184、門182和多層框架186。該等構造實際上與第一處理室16相同，所以在此省略說明。

搬送機械手臂22具有可支承工件20之手225。搬送機械手臂22通過使手225升降和轉動，可相對於多層框架166和多層框架186的任意的層搬入和搬出工件20。

圖4是表示基板處理系統10的概略方塊圖。如圖4所示，第一處理室16至少包括門驅動部169、換氣部168、熱處理部167和控制部165。門驅動部169具有可進行上述的門166的打開或關閉動作之構造。換氣部168具有可將外部氣體導入爐體164內之導入部；以及可進行爐體164內部的氣體排出之排氣部。換氣部168係設定適合室內的昇華物氣體濃度的排氣量和供氣量。熱處理部167之構造，係可在所設定的溫度(例如230℃)下加熱爐體164，並對搬入爐體164內的工件20進行熱處理。控制部165係根據由主控制部30提供的控制資訊，控制第一處理室16各部的動作。

第二處理室18至少具有門驅動部189、換氣部188、熱處理部187和控制部185。該等構造與上述的門驅動部169、換氣部168、熱處理部167和控制部165相同，在此省略說明。

搬送機械手臂22包括移動機構部226、手驅動部224和控制部 222。移動機構部226至少包括：使搬送機械手臂22在水平方向移動的機構；以及使搬送機械手臂22轉動的機構。手驅動部224可使手225進行升降動作、水平方向的移動、轉動動作以及握持或鬆開工件20。控制部222之構造，係根據來自主控制部30的控制資訊，控制搬送機械手臂22各部的動作。

圖5是用於說明主控制部30控制內容的圖。在本實施形態的基板處理系統10中，主控制部30使搬送機械手臂22交替對第一處理室16或第二處理室18進行搬入或搬出。因此，在此如圖1所示，在對從第一處理室16的多層框架166的最上層到最下層的各層，進行處理完畢的工件20的搬出處理和未處理工件20的搬入處理後，不是對從第二處理室18的多層框架186的最上層到最下層的各層，進行處理完畢的工件20的搬出處理和未處理工件20的搬入處理，而是依序進行對第一處理室16，進行處理完畢的工件20的搬出處理和未處理工件20的搬入處理；以及對第二處理室18，進行處理完畢的工件20的搬出處理和未處理工件20的搬入處理。

具體地說，主控制部30，可使搬送機械手臂22取出搬入部12中的未處理工件20。接著，主控制部30，係根據欲搬入位置和順序有關的儲存資訊，打開第一處理室16的門162，此後，通過控制搬送機械手臂22的動作，從多層框架166對應的層搬出處理完畢的工件20，並將未處理工件20搬入變成空層的同一層中。在此，所謂處理完畢的工件20，是指在搬入第一處理室內後經過必要規定時間熱處理的工件20。

此後，主控制部30，可使搬送機械手臂22將處理完畢的工件20向搬出部14送出，使搬送機械手臂22移動到搬入部12之前， 並取出搬入部12中的未處理工件20。

接著，主控制部30，係根據欲搬入的位置和順序有關的儲存資訊，打開第二處理室18的門182，此後，通過控制搬送機械手臂22的動作，從多層框架186對應的層搬出處理完畢的工件20，將未處理工件20搬入變成空層的同一層中。

此後，主控制部30，可使搬送機械手22將處理完畢的工件20向搬出部14送出，使搬送機械手臂22移動到搬入部12之前，並從搬入部12取出未處理工件20。

控制搬送機械手臂22和門162、182的動作，之後，藉由依序繼續對第一處理室16和第二處理室18進行上述的動作，對支承在第一處理室16和第二處理室18內的多層框架166、186上的所有的工件20進行規定時間的熱處理。

其中表示的例子是：搬送機械手臂22按多層框架166的最上層→多層框架186的最上層→多層框架166從上數的第二層→多層框架186從上數的第二層→......→多層框架166的最下層→多層框架186的最下層的順序進行搬入或搬出，但搬入或搬出的順序不限於該例。

圖6表示具有六個處理室17的基板處理系統11的概略構造。基板處理系統11包括搬入部12、搬出部14、搬送部150以及六個處理室17。基板處理系統11除了處理室17的個數為六個以外，其基本的構造與基板處理系統10相同。

在基板處理系統11中，搬送機械手臂22，可控制成依序對六個處理室17進行搬入或搬出，而不是連續對同一個處理室17進行搬入或搬出。

其中，主控制部30，係根據欲搬入的位置和順序有關的儲存資訊，對六個處理室17中的一個，進行搬出處理完畢的工件20的處理和把未處理工件20搬入到變成空層的同一層中的處理。此後，主控制部30，可使搬送機械手臂22將處理完畢的工件20向搬出部14送出，使搬送機械手臂22移動到搬入部12之前，並取出搬入部12中未處理工件20。然後，對六個處理室17中的下一個進行同樣的動作。控制搬送機械手臂22和門162、182的動作，可藉由之後對六個處理室17依序繼續上述的動作，對支承在六個處理室17內的多層架上的所有的工件20進行規定時間的熱處理。

如上所述，在處理室為兩台的情況下，對第一處理室進行處理完畢的工件20的搬出和未處理工件20的搬入此一成對操作，此後，對第二處理室進行同樣的成對操作，以後，亦可對第一處理室和第二處理室反覆交替進行該操作。此外，在基板處理系統中設置六台處理室的情況下，按第一~第六處理室的順序進行上述成對的操作，此後也進行同樣的操作。

如果將該方式一般化，並說明處理室有n台的情況，則主控制部30，係對第一處理室進行處理完畢的工件20的搬出和未處理工件20的搬入此一成對操作，接著，對第二處理室進行同樣操作，並對第n-1處理室進行同樣的操作，然後對第n處理室進行同樣的處理後，再重新對第一處理室進行同樣的操作，以後，依序繼續此一操作。其結果發現，不論處理室的數量，對於所有的工件20均可將在室內滯留的時間調整為相同。

一般而言，如果基板處理系統內的處理室數量增加，則更能達到減少排氣量和加熱器的容量。例如，相較於圖2所示的基板處理 系統10，圖6所示的基板處理系統11，可進一步達到減少排氣量和加熱器的容量。

例如，如圖6所示，在設置有複數處理室的基板處理系統11中，可通過分配工件20的投入順序，使每單位時間的最大投入個數平均化，並可抑制單一處理室17中每單位時間的昇華物氣體的生成量。又，其結果發現，可達到削減加熱器的容量，又，可達到削減運行成本(running cost)。此外，由於可輕易防止昇華物附著在處理室17內，所以可提高處理室17的維護性能。

圖7概略表示具有n個處理室的基板處理系統10的效果。在此，以作為基板處理系統10整體的生產量與習知的基板處理系統相同為前題進行說明。如圖7所示，在基板處理系統10中，可分別對第一~第n處理室，將工件20的投入時間間隔放大n倍(n為在系統中設置的處理室數量)。其結果發現，在理論上可將伴隨投入工件20所產生的昇華氣體的生成量抑制到1/n。而且，對於為了將各第一~第n處理室保持在各自允許的潔淨度所需要的換氣量，亦即排氣量，在理論上也可以抑制到1/n。因此，可以將換氣部168和換氣部188的構造簡略化，又，可降低在換氣部168和換氣部188中所消耗的電量。

因此，由於將各第一~第n處理室內保持在設定溫度所需要的加熱器容量，在理論上也可抑制到1/n，所以可大幅度削減基板處理系統10的耗電量。

例如，在具有第一處理室16或第二處理室18的基板處理系統10中，如果將習知基板搬入時間間隔從60秒的程度放大到120秒，則可使昇華物氣體的生成量從30ppm減少到15ppm。因此，在使室 內的污染程度採用與習知相同的標準運行的情況下，由於可使排氣量從40m³/分鐘降低到20m³/分鐘，所以在理論上可將使用於補充排氣部分熱量的加熱器容量從90kw降低到45kw。也就是說，在理論上可不降低生產量即可將耗電量抑制到習知的一半左右。

此外，除了在上述的實施形態中說明的動作以外，在本發明的基板處理系統中，按照搬送機械手臂22的臂和手的構造而可進行多種運轉。例如，在上述實施形態中，搬送機械手臂22在將處理完畢的工件20從處理室取出的同時，進行將所握持的未處理工件20搬入處理室的動作，但在使用一次只能握持單一工件20的搬送機械手臂時，也可以使搬送機械手臂22依以下流程：搬出處理完畢的工件20→向搬出部14移動→向搬入部12移動→搬入未處理工件20。此外，在此情況下，最好是在搬送機械手臂22離開處理室期間關閉處理室的門。

此外，在上述實施形態中，已說明對搬送機械手臂22使一片一片的工件20進出處理室的情況，但也可以使搬送機械手臂22一次使複數(例如約近兩片)工件20進出處理室。

此外，在本發明的基板處理系統中使用的處理室構造不限於上述構造。例如圖8所示，亦可將處理室適用在本發明的基板處理系統中，該處理室係對應於每一各層設置可轉動的小門40，並且利用氣缸驅動使各小門40打開或關閉。

在上述的實施形態中，已說明設置在基板處理系統(10、11)中的處理室數量為兩個或六個的情況，但處理室的個數只要是兩個以上即可，不限於上述的例子。

上述實施形態的說明都只是例示，不應該認為是限制的內容。 本發明的範圍不是由上述的實施形態表示，而是由申請專利範圍表示。此外，本發明的範圍包括與申請專利範圍等同的內容及範圍內進行的所有變更。

16‧‧‧第一處理室

18‧‧‧第二處理室

22‧‧‧搬送機械手臂

166‧‧‧多層框架

186‧‧‧多層框架

225‧‧‧手

Claims (2)

1. 一種基板處理系統，具有可對基板進行熱處理之構造，且包含有：複數處理室，具有可對基板進行熱處理之構造；搬送機械手臂，其一次僅搬送單一基板；搬入部，其存放應搬入至上述處理室之未處理基板；搬出部，其存放自上述處理室搬出之基板；以及控制部，用以控制上述處理室和上述搬送機械手臂，上述處理室具有：多層框架，可將基板支承在各層上；以及門，在搬入和搬出基板時，可對應多層框架中的預定層而打開或關閉，上述控制部係控制上述搬送機械手臂和上述門的動作，將搬入一處理室內後經過規定時間的基板，藉由上述搬送機械手臂從該一處理室搬出而存放於上述搬出部，接著，使上述搬送機械手臂移動至上述搬入部並握持未處理基板，而將未處理基板搬入該一處理室內後，將搬入另一處理室內後經過規定時間的基板，藉由上述搬送機械手臂從該另一處理室搬出而存放於上述搬出部，接著，使上述搬送機械手臂移動至上述搬入部並握持未處理基板，而將未處理基板搬入該另一處理室內，一邊在上述搬送機械手臂自上述處理室離開之期間將上述門關閉，一邊在其之後亦藉由對上述複數處理室依序繼續如此動作，而對上述複數處理室內支承在上述多層框架上的所有基板，進行規定時間的熱處理。
2. 一種基板處理系統，具有可對基板進行熱處理之構造，且包含有：複數處理室，具有可對基板進行熱處理之構造；搬送機械手臂，其一次至少搬送兩片基板；搬入部，其存放應搬入至上述處理室之未處理基板；搬出部，其存放自上述處理室搬出之基板；以及控制部，用以控制上述處理室和上述搬送機械手臂， 上述處理室具有：多層框架，可將基板支承在各層上；以及門，在搬入和搬出基板時，可對應多層框架中的預定層而打開或關閉，上述控制部係控制上述搬送機械手臂和上述門的動作，在上述搬入部使上述搬送機械手臂握持至少一片未處理基板，而將搬入一處理室內後經過規定時間的基板，藉由上述搬送機械手臂從該一處理室搬出並且將上述搬送機械手臂所握持之未處理基板搬入至該一處理室內，接著，使自該一處理室搬出之基板存放於上述搬入部，並在上述搬入部使上述搬送機械手臂握持至少一片未處理基板，而將搬入另一處理室內後經過規定時間的基板，藉由上述搬送機械手臂從該另一處理室搬出，並且將上述搬送機械手臂所握持之未處理基板搬入至該另一處理室內，接著，使自該另一處理室搬出之基板存放於上述搬出部，並在上述搬入部使上述搬送機械手臂握持至少一片未處理基板，之後亦藉由對上述複數處理室依序繼續如此動作，而對上述複數處理室內支承在上述多層框架上的所有基板，進行規定時間的熱處理。