WO2010103958A1 - 基板搬送方法 - Google Patents

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WO2010103958A1
WO2010103958A1 PCT/JP2010/053313 JP2010053313W WO2010103958A1 WO 2010103958 A1 WO2010103958 A1 WO 2010103958A1 JP 2010053313 W JP2010053313 W JP 2010053313W WO 2010103958 A1 WO2010103958 A1 WO 2010103958A1
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WO
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substrate
cassette
substrates
substrate cassette
load lock
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PCT/JP2010/053313
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English (en)
French (fr)
Inventor
純一 野崎
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to JP2011503777A priority patent/JP5236067B2/ja
Priority to EP10750712A priority patent/EP2408005A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67778—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving loading and unloading of wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • B65G49/05—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles
    • B65G49/06—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles for fragile sheets, e.g. glass
    • B65G49/067—Sheet handling, means, e.g. manipulators, devices for turning or tilting sheet glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • B65G49/05—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles
    • B65G49/06—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles for fragile sheets, e.g. glass
    • B65G49/068—Stacking or destacking devices; Means for preventing damage to stacked sheets, e.g. spaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2249/00—Aspects relating to conveying systems for the manufacture of fragile sheets
    • B65G2249/02—Controlled or contamination-free environments or clean space conditions

Definitions

  • the present invention provides a heat treatment process for heat-treating a plurality of substrates stacked in multiple stages at predetermined intervals in the upper and lower sides in a processing chamber, and taking out the heat-treated substrates one by one in multiple stages.
  • a substrate transport method for transporting a substrate taken out from the substrate cassette to a next processing step comprising a storing step of sequentially storing the substrate in a stackable substrate cassette and a step of taking out the substrates one by one from the substrate cassette. More specifically, the present invention relates to a substrate carrying method for carrying a substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate, and a liquid crystal substrate.
  • the conventional thin-film solar cell includes (1) a surface electrode forming step, (2) a surface electrode patterning step, (3) a photoelectric conversion layer forming step, (4) a photoelectric conversion layer patterning step, (5) a back electrode forming step, ( 6) It is manufactured through a back electrode patterning process.
  • a surface electrode forming step (2) a surface electrode patterning step, (3) a photoelectric conversion layer forming step, (4) a photoelectric conversion layer patterning step, (5) a back electrode forming step, ( 6) It is manufactured through a back electrode patterning process.
  • each process will be briefly described. Details of each process are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-259882 filed by the present applicant, so that only a brief description will be given here.
  • a surface electrode is formed on insulating translucent substrates, such as a glass substrate.
  • Specific examples of the surface electrode include a transparent conductive film using tin oxide, zinc oxide, ITO, or the like as a material.
  • a thermal CVD method is preferably used.
  • the surface electrode formed in the step (1) is patterned to form a surface electrode separation line.
  • This patterning step includes an alignment step for accurately patterning the surface electrode.
  • patterning using laser heating is preferably used as the surface electrode patterning step.
  • Photoelectric conversion layer formation process A photoelectric conversion layer is formed on the surface electrode which patterned in the process of said (2).
  • a material of the photoelectric conversion layer for example, a semiconductor such as Si, Ge, SiGe, SiC, SiN, GaAs, or SiSn can be used.
  • the semiconductor film of the photoelectric conversion layer preferably has a p-type, i-type, and n-type three-layer structure. In this case, for example, a plasma CVD method is preferably used in the photoelectric conversion layer forming step.
  • Photoelectric conversion layer patterning step The photoelectric conversion layer formed in the step (3) is patterned to form a photoelectric conversion layer separation line. Note that this patterning step includes an alignment step for accurately patterning the photoelectric conversion layer. For the photoelectric conversion layer patterning step, patterning using laser heating (laser patterning) is preferably used.
  • Back electrode formation process A back electrode is formed on the photoelectric converting layer which patterned in the process of said (4).
  • the back electrode include a transparent conductive film using tin oxide, zinc oxide, ITO or the like as a material, and a laminated film with a metal film using Ag, Al, Cr or the like having excellent light reflectivity as a material. It is done.
  • a metal film formed of Ag is preferable because of its particularly high reflectance.
  • a sputtering method is suitably used for the back electrode forming step.
  • the back electrode formed in the above step (5) is patterned to form a back electrode separation line. This patterning step includes an alignment step for accurately patterning the back electrode.
  • patterning using laser heating is preferably used for the back electrode patterning step.
  • a light transmission opening is formed on the back electrode after patterning by irradiating a fundamental wave of a YAG laser, for example, from the glass surface, and then etching is performed to remove the residue by laser processing.
  • the thin film solar cell module is formed by removing and finally sealing the back electrode side with an adhesive layer and a transparent sealing material.
  • the substrate is transported from the surface electrode forming step to the surface electrode patterning step, the substrate is transported from the photoelectric conversion layer forming step to the photoelectric conversion layer patterning step, and the back electrode forming step to the back electrode patterning step.
  • Substrate transport is performed using a transport robot and a substrate cassette, respectively.
  • FIG. 4 shows, as an example, a schematic configuration of a substrate transport system that transports a substrate from the photoelectric conversion layer forming step to the photoelectric conversion layer patterning step.
  • the plasma CVD apparatus 10 is used for the photoelectric conversion layer forming step. Therefore, this substrate transport system takes out the plasma CVD apparatus 10 and a plurality of substrates (glass substrates) processed by the plasma CVD apparatus 10 one by one and sequentially stores them in a substrate cassette 30 that can be stacked in multiple stages.
  • the transport robot 20 and a second transport robot 40 that takes out the substrates one by one from the substrate cassette 30 and transports them to the alignment step 50 before patterning.
  • Patent Document 1 discloses a substrate transport system that transports a substrate from a plasma CVD apparatus to the next process using a substrate cassette.
  • the plasma CVD apparatus 10 performs processing at once by loading the substrates 1 in multiple stages (here, five stages are illustrated, but the number of stages is not limited to this) with a predetermined interval in the vertical direction. It is a batch type multi-stage plasma CVD apparatus that can perform the above process, and includes a film formation chamber 11 and a load lock chamber (removal chamber) 12.
  • the film forming chamber 11 and the load lock chamber 12 are arranged in the left and right sides (in FIG. A pair of support pieces 14a and 14b that support the left and right edges of the substrate 1 in a horizontal state are formed on the side walls 13a and 13b (in a direction perpendicular to the paper surface) in five stages at predetermined intervals in the vertical direction. ing.
  • each substrate 1 is transferred from the film formation chamber 11 to the load lock chamber 12 by holding each substrate 1 using an arm (not shown) and moving the substrate 1 from the film formation chamber 11 to the load lock chamber 12 at a time. It has become.
  • the substrate cassette 30 also has a configuration in which the substrates 1 can be stacked in multiple stages (in this example, 5 stages) with a predetermined interval in the vertical direction. That is, in order to hold the substrate 1 in five stages, a pair of left and right edges of the substrate 1 are supported horizontally on the left and right side walls 32a and 32b in the cassette body 31 (in the direction perpendicular to the paper surface in the figure). Support pieces 33a and 33b are formed in five stages with a predetermined interval in the vertical direction.
  • the first transfer robot 20 holds the substrates 1 one by one with the robot arm and transfers the substrates 1 from the load lock chamber 12 to the substrate cassette 30.
  • the second transport robot 40 also holds the substrates 1 one by one with the robot arm and transports them from the substrate cassette 30 to the alignment step 50.
  • the conventional substrate transport method is performed as follows.
  • the stages of the load lock chamber 12 and the substrate cassette 30 are generally counted as the first stage, the second stage,... From the bottom.
  • a conventional substrate transfer method will be described with reference to FIG.
  • the first transfer robot 20 starts from the load lock chamber 12 first with the lowermost substrate (first step). 1a is taken out and stored in the uppermost stage (fifth stage) of the substrate cassette 30.
  • the second-stage substrate 1b in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the fourth stage (second stage from the top) of the substrate cassette 30.
  • the third stage substrate 1c in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the third stage (third stage from the top) of the substrate cassette 30.
  • the transfer of the substrates 1a to 1e from the load lock chamber 12 to the substrate cassette 30 is performed by switching the lower stage and the upper stage. Therefore, finally, the uppermost (fifth) substrate 1e in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the lowermost (first) substrate cassette 30.
  • the second transfer robot 40 first takes out the lowermost (first) substrate 1e from the substrate cassette 30 and removes it. Transport to alignment step 50.
  • the second-stage substrate 1 d of the substrate cassette 30 is taken out and conveyed to the alignment step 50.
  • the third-stage substrate 1c of the substrate cassette 30 is taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the substrate 1 is sequentially taken out from the lower stage side, and then transferred to the alignment step 50. That is, finally, the uppermost (fifth) substrate 1a of the substrate cassette 30 is taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the first transfer robot 20 and the second transfer robot 40 are both removed from the lowermost substrate 1. This is because if the substrate 1 is taken out from the uppermost stage, dust, dust, or the like may fall onto the lower substrate from the portion with which the substrate 1 is in contact. Therefore, in order to prevent such dust or dust from falling onto the substrate, the substrate is always taken out from the lower substrate when taken out and is always taken from the upper side when stored.
  • the substrate 1 processed in the film forming chamber 11 and transferred to the load lock chamber 12 is in a stand-by state for taking out from the load lock chamber 12 with the substrate 1 itself having heat.
  • the temperature distribution in the load lock chamber 12 is such that hot air goes up and air at a lower temperature goes down due to the convection characteristics of air by heat.
  • a temperature difference also occurs in each of the substrates 1a to 1e waiting in the load lock chamber 12, the temperature of the lowermost substrate 1a is lower, the temperature is higher toward the upper side, and the uppermost substrate 1e. This causes a temperature difference such as the highest temperature.
  • the first transfer robot 20 sequentially takes out from the lower substrate 1a having a low temperature as described above, and moves to the upper side of the substrate cassette 30.
  • the next second transfer robot sequentially picks up the lower substrate 1e having a higher temperature and transfers it to the alignment step 50.
  • the transfer time of the substrate 1b from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the fourth removal from the substrate cassette 30, so that the previous three substrates 1c to 1e are taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the total transfer time until the substrate 1b is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (4tx + 4ty).
  • the total transfer time from when the substrate 1c is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (3tx + 3ty).
  • the transport time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the second time that the substrate cassette 30 is taken out from the substrate cassette 30, so that the time required for the previous substrate 1 e to be taken out and transported to the alignment step 50 is used.
  • a waiting time of 1 ty occurs.
  • the total transfer time from when the substrate 1d is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (2tx + 2ty).
  • the uppermost substrate 1e in the load lock chamber 12 is taken out fifth from the load lock chamber 12, and is stored in the substrate cassette 30 in the transfer time 1tx.
  • the transfer time of the substrate 1e from the load lock chamber 12 to the substrate cassette 30 is 1 tx.
  • the conveyance time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the first removal from the substrate cassette 30 and is taken out immediately after being stored in the substrate cassette 30 and conveyed to the alignment step 50. That is, no waiting time is generated in the substrate cassette 30.
  • the transfer time from when all the substrates 1a to 1e are stored in the substrate cassette 30 to when the substrate 1e is transferred from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is 1ty.
  • the total transfer time from when the substrate 1e is taken out from the load lock chamber 12 to the alignment step 50 is (1tx + 1ty).
  • the total transfer time (5 tx + 5 ty) until the alignment process 50 of the substrate 1a taken out from the lowermost stage of the loadlock chamber 12 and the alignment of the substrate 1e taken out of the uppermost stage of the loadlock chamber 12 are performed.
  • the substrate 1e is transported to the alignment step 50 at a high temperature that cannot be sufficiently cooled, and the substrate 1a is transported to the alignment step 50 in a sufficiently cooled low temperature state.
  • Such a temperature difference becomes more noticeable as the number of stages increases.
  • the alignment step 50 adjustment for subsequent patterning is performed.
  • the substrates (glass substrates) 1a to 1e as described above, the substrate itself expands and contracts. Will occur.
  • patterning a hot substrate that has not been sufficiently cooled during patterning with a laser it extends, but when patterning a sufficiently cooled cold substrate, it returns to the normal state, resulting in a patterning error. In other words, there is a problem that product variation becomes large.
  • the present invention was devised to solve such problems, and its purpose is to eliminate (or reduce) the difference in substrate transport time from the heat treatment step to the next treatment step, thereby reducing the difference in the next treatment step. It is an object of the present invention to provide a substrate transport method that eliminates temperature differences between substrates in a certain alignment step and patterning step, and prevents the occurrence of alignment errors and patterning errors due to substrate elongation.
  • a substrate transport method includes a heat treatment step of heat-treating a plurality of substrates stacked in multiple stages at predetermined intervals in the upper and lower sides in a treatment chamber, and a plurality of heat-treated substrates.
  • the substrate cassette is formed with support pieces for supporting the substrate in a horizontal state, and the support pieces are formed in a plurality of stages at predetermined intervals in the vertical direction.
  • a partition plate is provided between each stage of the support pieces, and the transfer of the substrate from the substrate cassette to the next processing step is taken out of the processing chamber and the substrate cassette. Is characterized in that takes out and transports the housing has been order.
  • the substrate taken out from the lower side of the processing chamber (more specifically, the load lock chamber) is stored from the upper side of the substrate cassette, and in the taking step, the upper stage of the substrate cassette is stored. It can be configured to sequentially take out from the side and transport to the next processing step.
  • the substrate is a glass substrate
  • the heat treatment step is a CVD treatment step
  • the next treatment step is an alignment step.
  • the CVD process is a step of forming a thin film solar cell element on the glass substrate
  • the alignment step is an adjustment step for patterning the thin film solar cell element formed on the glass substrate with a laser. It is.
  • the substrate transfer method of the present invention also takes out the plasma CVD apparatus 10 shown in FIG. 4 and a plurality of substrates (glass substrates) processed by the plasma CVD apparatus 10 one by one.
  • a substrate transfer system comprising a first transfer robot 20 for sequentially storing in a multi-stage stackable substrate cassette 30 and a second transfer robot 40 for taking out substrates one by one from the substrate cassette 30 and transferring them to the alignment step 50 before patterning. Is used.
  • the method for transporting the substrate from the load lock chamber 12 of the plasma CVD apparatus 10 to the substrate cassette 30 may be the same, but the transport method for transporting the substrate from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the same. It is different from the conventional one.
  • the substrates are sequentially taken out from the upper side of the substrate cassette 30 and transferred to the next alignment step. That is, when looking at the substrate cassette 30, the substrates stored in the substrate cassette 30 are of a first-in first-out method.
  • the total transport time until the substrate 1a stored in the lowermost stage of the load lock chamber 12 is taken out of the load lock chamber 12 and transported to the alignment step 50 is (5tx + 1ty).
  • the total transport time until the substrate 1e stored in the uppermost stage is taken out from the load lock chamber 12 and transported to the alignment step 50 is (1tx + 5ty).
  • the transfer times tx and ty are substantially the same time (for example, tz)
  • the substrate 1a stored in the lowermost stage of the loadlock chamber 12 and the uppermost stage of the loadlock chamber 12 were stored.
  • the total transport time of the substrate 1e is substantially the same time (6 tz). Since the other substrates 1b to 1d are between the total transport time of the substrate 1a and the total transport time of the substrate 1e, according to the substrate transport method of the present invention, the total transport time of all the substrates 1a to 1e is reduced. It can be almost the same time.
  • the substrate is taken out from the substrate cassette 30 from the upper side.
  • support pieces 33a and 33b for horizontally supporting the substrate are formed on the left and right side walls 32a and 32b in the cassette body 31 of the substrate cassette 30, and the support piece 33a.
  • 33b are formed in a plurality of stages with a predetermined interval in the vertical direction, and a partition plate 34 is provided between each of the support pieces 33a, 33b.
  • the present invention is configured as described above, all the substrates taken out from the processing chamber of the heat treatment process can be transported to the next processing process in substantially the same transport time. Therefore, the temperature of the substrate conveyed to the next processing step can be cooled to almost the same temperature. That is, the difference in elongation due to the heat of the substrate can be eliminated.
  • the next processing step is, for example, an alignment step, it is possible to eliminate an alignment error due to the elongation of the substrate, and to eliminate the occurrence of product variations in the next patterning step.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate transfer system to which a substrate transfer method of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a substrate cassette according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the substrate support structure of the substrate cassette.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a substrate transfer system to which a conventional substrate transfer method is applied.
  • FIG. 5A is a schematic configuration diagram of a load lock chamber
  • FIG. 5B is a schematic configuration diagram of a conventional substrate cassette.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate transfer system to which a substrate transfer method of the present invention is applied.
  • the configuration of the substrate transfer system itself is the same as the configuration of the conventional substrate transfer system shown in FIG. 4 described above, and includes one plasma CVD apparatus 10 and a plurality of substrates (glass substrates) processed by the plasma CVD apparatus 10. From the first transfer robot 20 that takes out the sheets one by one and sequentially stores them in the substrate cassette 30 that can be stacked in multiple stages, and the second transfer robot 40 that takes out the substrates one by one from the substrate cassette 30 and transfers them to the alignment step 50 before patterning. It has become.
  • a film thickness measuring device 60 for measuring the film thickness formed on the substrate to be transported is disposed on the transport path between the plasma CVD apparatus 10 and the substrate cassette 30.
  • the film thickness measuring device 60 As a result of measuring the film thickness formed on the substrate by the film thickness measuring device 60, if the measured value is not more than a preset reference value, the substrate is excluded from the production line as a defective product. It is like that. As a result, it is possible to prevent the occurrence of product defects due to defective film thickness formation.
  • FIG. 2 shows a configuration of the substrate cassette 30 according to the present invention.
  • a pair of support pieces 33a and 33b for horizontally supporting the left and right edges of the substrate are formed on the left and right side walls 32a and 32b in the cassette body 31, and the pair of support pieces.
  • a plurality of stages 33a and 33b are formed at predetermined intervals in the vertical direction, and a partition plate 34 is provided between each stage of the pair of support pieces 33a and 33b.
  • the substrate transport method of the present invention is performed as follows.
  • the substrate transfer method of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the first transfer robot 20 starts from the load lock chamber 12 first with the lowermost substrate (first step). 1a is taken out and stored in the uppermost stage (fifth stage) of the substrate cassette 30.
  • the second-stage substrate 1b in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the fourth stage (second stage from the top) of the substrate cassette 30.
  • the third stage substrate 1c in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the third stage (third stage from the top) of the substrate cassette 30.
  • the transfer of the substrates 1a to 1e from the load lock chamber 12 to the substrate cassette 30 is performed by switching the lower stage and the upper stage. Therefore, finally, the uppermost (fifth) substrate 1e in the load lock chamber 12 is taken out and stored in the lowermost (first) substrate cassette 30.
  • the second transfer robot 40 first takes out the uppermost (fifth) substrate 1a from the substrate cassette 30 and removes it. Transport to alignment step 50.
  • the substrate 1b in the fourth stage (second stage from the top) of the substrate cassette 30 is taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the substrate 1c at the third stage (third stage from the top) of the substrate cassette 30 is taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the substrates 1 are sequentially taken out from the upper stage side and then sequentially transferred to the alignment step 50. That is, finally, the lowermost (first stage) substrate 1 e of the substrate cassette 30 is taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the above-described substrate transport method is as follows when viewed from the transport time of each of the substrates 1a to 1e.
  • the time required for the first transfer robot 20 to take out one substrate from the load lock chamber 12 and store it in the substrate cassette 30 is tx
  • the second transfer robot 40 takes out one substrate from the substrate cassette 30 and performs alignment. It is assumed that the time taken to transfer to the process 50 is ty, and that there is no waiting time for transfer between the robots.
  • the conveyance time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the first removal from the substrate cassette 30 and is taken out immediately after being stored in the substrate cassette 30 and conveyed to the alignment step 50. That is, no waiting time is generated in the substrate cassette 30. Accordingly, the transfer time from when all the substrates 1a to 1h are stored in the substrate cassette 30 to when the substrate 1a is transferred from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is 1 ty. As a result, the total transport time from when the substrate 1a is removed from the load lock chamber 12 to the alignment process 50 is (5tx + 1ty).
  • the transport time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the second time that the substrate cassette 30 is taken out from the substrate cassette 30, so that the time required for the previous substrate 1 a to be taken out and transported to the alignment step 50 is used.
  • a waiting time of 1 ty occurs.
  • the total transfer time until the substrate 1b is taken out from the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (4tx + 2ty).
  • the transfer time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the third time that the substrate cassette 30 is taken out from the substrate cassette 30, and therefore, the previous two substrates 1 a and 1 b are taken out and transferred to the alignment step 50.
  • the total transfer time from when the substrate 1c is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (3tx + 3ty).
  • the conveyance time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the fourth removal from the substrate cassette 30, and therefore the previous three substrates 1 a to 1 c are taken out and conveyed to the alignment step 50.
  • the total transfer time from when the substrate 1d is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (2tx + 4ty).
  • the uppermost substrate 1e in the load lock chamber 12 is taken out fifth from the load lock chamber 12, and is stored in the substrate cassette 30 in the transfer time 1tx.
  • the transfer time from when the substrate 1e is removed from the load lock chamber 12 until all the substrates 1a to 1e are stored in the substrate cassette 30 is obtained. 1tx.
  • the transfer time from the substrate cassette 30 to the alignment step 50 is the fifth removal from the substrate cassette 30, and therefore, the previous four substrates 1 a to 1 d are taken out and transferred to the alignment step 50.
  • a waiting time of 4ty occurs.
  • the total transfer time from when the substrate 1e is taken out of the load lock chamber 12 and transferred to the alignment step 50 is (1tx + 5ty).
  • the total transport time (5tx + 1ty) until the alignment process 50 of the substrate 1a taken out from the lowermost stage of the loadlock chamber 12 and the substrate 1e taken out of the uppermost stage of the loadlock chamber 12 There is a transport time difference four times the time difference (
  • the times tx and ty are substantially the same time (for example, tz)
  • the total transport time until the alignment process 50 of the substrate 1a taken out from the lowermost stage of the load lock chamber 12 and the load lock chamber 12 are calculated.
  • the total transport time until the alignment process 50 of the substrate 1e taken out from the uppermost stage is 3 tz. Further, since the other substrates 1b to 1e are between the total transport time of the substrate 1a and the total transport time of the substrate 1e, according to the substrate transport method of the present invention, the total of all the substrates 1a to 1e is The transport time is substantially the same transport time (3 tz).
  • each of the substrates 1a to 1e transported to the alignment step 50 is in a state of being cooled to substantially the same temperature. Therefore, in the alignment step 50, alignment is performed with no difference in elongation between the substrates 1a to 1e. It can be carried out. As a result, since the thin film solar cell element can be patterned under the same conditions in the next patterning step, it is possible to suppress the occurrence of product fluctuation.
  • a pair of support pieces for horizontally supporting the left and right edges of the substrate on the left and right side walls 32 a and 32 b in the cassette body 31 are used, the structure for supporting the substrate is not limited to this.
  • a protrusion 33c that functions as a support piece may be provided.
  • a large number of protrusions 33c are provided on the upper surfaces of the respective partition plates 34, 34... At predetermined intervals in the width direction and depth direction (however, illustration of the depth direction is omitted).
  • 33c,... And the protrusions 33c33c When taking out the substrate, the robot arms of the first transfer robot 20 and the second transfer robot 40 are inserted between the protrusions 33c and 33c arranged in the width direction and lifted up slightly to take out the substrate from the substrate cassette 30. be able to.
  • the substrate 1 taken out from the load lock chamber 12 is stored from the upper side of the substrate cassette 30 so that it can be easily compared with the conventional transport method shown in FIG.
  • the substrate cassette 30 is provided with the partition plate 34, for example, the substrate 1 taken out from the load lock chamber 12 is stored from the lower side of the substrate cassette 30 and is taken out when the substrate cassette 30 is taken out. You may make it take out from the lower stage side of 30.
  • the substrate 1 is not limited to the upper side or the lower side, and the substrate 1 taken out from the load lock chamber 12 may be stored in any available stage of the substrate cassette 30. In this case, the storage order in each stage is stored, and the storage order may be taken out when the storage order is taken out.
  • the said embodiment demonstrates the case where the board
  • the substrate transport method of the present invention can be applied to a semiconductor substrate or liquid crystal substrate transport method in a semiconductor element manufacturing line or a liquid crystal panel manufacturing line.
  • the substrate transport method of the present invention is suitably used for a substrate transport method in a solar cell production line, a substrate transport method in a semiconductor element production line, a substrate transport method in a liquid crystal panel production line, and the like.
  • Substrate 10 Plasma CVD apparatus 11 Deposition chamber 11a, 11b 12 Load lock chamber 13a Left side wall 13b Right side wall 14a, 14b Support piece 20 First transfer robot 30 Substrate cassette 31 Cassette body 32a Left side wall 32b Right side wall 33a, 33b Support piece 34 Partition plate 40 Second transfer robot 50 Alignment process 60 Film Thickness measuring device

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Abstract

　本発明の基板製造方法の一実施形態は、プラズマＣＶＤ装置（１０）と、プラズマＣＶＤ装置（１０）で処理された複数枚の基板を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセット（３０）に順次収納する第１搬送ロボット（２０）と、基板カセット（３０）から基板を１枚ずつ取り出してパターニング前のアライメント工程（５０）に搬送する第２搬送ロボット（４０）とからなり、第１搬送ロボット（２０）は、ロードロック室（１２）内の基板（１ａ～１ｅ）を例えば下段側から順次取り出して基板カセット（３０）の上段側から順次収納し、第２搬送ロボット（４０）は、基板カセット（３０）に収納されている基板（１ａ～１ｅ）を上段側から順次取り出してアライメント工程（５０）に搬送する。

Description

基板搬送方法
　本発明は、上下に所定の間隔を存して多段に積載された複数枚の基板を処理室で加熱処理する加熱処理工程と、加熱処理された複数枚の基板を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセットに順次収納する収納工程と、前記基板カセットから基板を１枚ずつ取り出す取り出し工程とからなり、前記基板カセットから取り出した基板を次の処理工程に搬送する基板搬送方法に係り、より詳細には、ガラス基板や、半導体基板及び液晶基板等の基板を搬送する基板搬送方法に関する。
　従来の薄膜太陽電池は、（１）表面電極形成工程、（２）表面電極パターニング工程、（３）光電変換層形成工程、（４）光電変換層パターニング工程、（５）裏面電極形成工程、（６）裏面電極パターニング工程、などを経て製造される。以下、各工程について簡単に説明する。なお、各工程の詳細については、本出願人がすでに出願している例えば特開２００５－２５９８８２号公報に開示しているので、ここでは簡単な説明に留める。
　（１）表面電極形成工程
　表面電極形成工程では、ガラス基板等の絶縁透光性基板上に表面電極を形成する。表面電極の具体例としては、酸化スズや酸化亜鉛やＩＴＯなどを材質として用いた透明導電膜が挙げられる。表面電極形成工程では、例えば熱ＣＶＤ法が好適に用いられる。
　（２）表面電極パターニング工程
　上記（１）の工程で形成した表面電極をパターニングして、表面電極分離ラインを形成する。なお、このパターニング工程には、表面電極を正確にパターニングするためのアライメント工程が含まれる。表面電極パターニング工程は、レーザの照射による加熱を利用したパターニング（レーザパターニング）が好適に用いられる。
　（３）光電変換層形成工程
　上記（２）の工程でパターニングを施した表面電極上に、光電変換層を形成する。光電変換層の材質としては、例えばＳｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＧａＡｓ、ＳｉＳｎなどの半導体を使用することができる。また、光電変換層の半導体膜は、ｐ型、ｉ型、ｎ型の三層構造を有するのが好ましい。この場合、光電変換層形成工程では、例えばプラズマＣＶＤ法が好適に用いられる。
　（４）光電変換層パターニング工程
　上記（３）の工程で形成した光電変換層をパターニングして、光電変換層分離ラインを形成する。なお、このパターニング工程には、光電変換層を正確にパターニングするためのアライメント工程が含まれる。光電変換層パターニング工程は、レーザの照射による加熱を利用したパターニング（レーザパターニング）が好適に用いられる。
　（５）裏面電極形成工程
　上記（４）の工程でパターニングを施した光電変換層上に、裏面電極を形成する。裏面電極の具体例としては、酸化スズや酸化亜鉛やＩＴＯなどを材質として用いた透明導電膜および光反射性に優れたＡｇやＡｌやＣｒなどを材質として用いた金属膜との積層膜が挙げられる。中でも特に反射率が高いことから、Ａｇで形成された金属膜が好ましい。この場合、裏面電極形成工程は、例えばスパッタ法が好適に用いられる。
（６）裏面電極パターニング工程
　上記（５）の工程で形成した裏面電極をパターニングして、裏面電極分離ラインを形成する。なお、このパターニング工程には、裏面電極を正確にパターニングするためのアライメント工程が含まれる。裏面電極パターニング工程は、レーザの照射による加熱を利用したパターニング（レーザパターニング）が好適に用いられる。
　この後、パターニング加工後の裏面電極に、ガラス面より例えばＹＡＧレーザの基本波をレーザ照射することで光透過用開口部を形成し、次にレーザ加工による残滓を除去するためにエッチングにより残滓の除去を行い、最後に、裏面電極側を接着層、透明封止材料にて封止することで、薄膜太陽電池モジュールを形成する。
　上記製造方法では、表面電極形成工程から表面電極パターニング工程への基板の搬送、光電変換層形成工程から光電変換層パターニング工程への基板の搬送、及び、裏面電極形成工程から裏面電極パターニング工程への基板の搬送は、それぞれ搬送ロボットと基板カセットとを用いて行われている。
　図４は、一例として、光電変換層形成工程から光電変換層パターニング工程へ基板を搬送する基板搬送システムの概略構成を示している。
　この例では、光電変換層形成工程にプラズマＣＶＤ装置１０を用いている。従って、この基板搬送システムは、プラズマＣＶＤ装置１０と、プラズマＣＶＤ装置１０で処理された複数枚の基板（ガラス基板）を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセット３０に順次収納する第１搬送ロボット２０と、基板カセット３０から基板を１枚ずつ取り出してパターニング前のアライメント工程５０に搬送する第２搬送ロボット４０とからなっている。因みに、基板カセットを用いてプラズマＣＶＤ装置から次の工程に基板を搬送する基板搬送システムは例えば特許文献１に開示されている。
　プラズマＣＶＤ装置１０は、上下に所定の間隔を存して多段（ここでは５段を例示するが、段数についてはこれに限定されるものではない。）に基板１を積載して、一度に処理が可能なバッチ式の多段プラズマＣＶＤ装置となっており、成膜室１１とロードロック室（取り出し室）１２とで構成されている。
　成膜室１１及びロードロック室１２は、図５（ａ）に示すように、それぞれ基板１（１ａ～１ｂ）を５段に保持するために、各室１１，１２内の左右（図４では紙面に垂直な方向）の側壁１３ａ，１３ｂに、基板１の左右両縁部を水平状態で支持する一対の支持片１４ａ，１４ｂが、上下方向に所定の間隔を存して５段、形成されている。また、成膜室１１からロードロック室１２への各基板１の搬送は、図示しないアームを用いて各基板１をそれぞれ保持し、一括して成膜室１１からロードロック室１２へ移動させるようになっている。
　一方、基板カセット３０も、図５（ｂ）に示すように、上下に所定の間隔を存して多段（この例では５段）に基板１を積載可能な構成となっている。すなわち、基板１を５段に保持するために、カセット本体３１内の左右（図では紙面に垂直な方向）の側壁３２ａ，３２ｂに、基板１の左右両縁部を水平状態で支持する一対の支持片３３ａ，３３ｂが、上下方向に所定の間隔を存して５段、形成されている。
　第１搬送ロボット２０は、ロボットアームで基板１を１枚ずつ保持してロードロック室１２から基板カセット３０へ基板１を搬送する。同様に、第２搬送ロボット４０も、ロボットアームで基板１を１枚ずつ保持して基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送する。
　このような構成の基板搬送システムにおいて、従来の基板搬送方法は次のように行われる。なお、以下の説明において、基板１を区別する必要があるときには、基板の符号１の横に小文字の英文字を付与して区別するものとする。また、この明細書において、ロードロック室１２及び基板カセット３０の各段については、原則として下から１段目、２段目、・・・と数えていくものとする。以下、図４を用いて従来の基板搬送方法を説明する。
　成膜室１１からロードロック室１２に成膜処理後の５枚の基板１ａ～１ｅが搬送されると、第１搬送ロボット２０は、ロードロック室１２からまず最下段（１段目）の基板１ａを取り出し、これを基板カセット３０の最上段（５段目）に収納する。次に、ロードロック室１２の２段目の基板１ｂを取り出し、これを基板カセット３０の４段目（上から２段目）に収納する。次に、ロードロック室１２の３段目の基板１ｃを取り出し、これを基板カセット３０の３段目（上から３段目）に収納する。このように、ロードロック室１２から基板カセット３０への基板１ａ～１ｅの搬送は、下段と上段とを入れ換えていくようにして行っている。従って、最後は、ロードロック室１２の最上段（５段目）の基板１ｅを取り出し、これを基板カセット３０の最下段（１段目）に収納することになる。
　このようにして全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されると、次に、第２搬送ロボット４０は、基板カセット３０からまず最下段（１段目）の基板１ｅを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。次に、基板カセット３０の２段目の基板１ｄを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。次に、基板カセット３０の３段目の基板１ｃを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。このように基板１を下段側から順次取り出しては、アライメント工程５０に搬送するようになっている。すなわち、最後は、基板カセット３０の最上段（５段目）の基板１ａを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。
特開２００５－２３５９１６号公報
　上記したように、従来の基板搬送システムでは、第１搬送ロボット２０及び第２搬送ロボット４０は、いずれも最下段の基板１から取り出すようになっている。これは、最上段から取り出すと、基板１を取り出すときに、基板１が接触している部分等から塵埃やゴミ等が下段の基板上に落下する可能性があるからである。従って、このような塵埃やゴミ等の基板上への落下を防止するために、取り出すときには必ず下段側の基板から取り出し、収納するときには必ず上段側から収納するようにしている。
　ところで、成膜室１１で処理されてロードロック室１２に搬送されてきた基板１は、基板１自体が熱を持った状態でロードロック室１２からの取り出し待機状態となっている。
　この場合、ロードロック室１２内の温度分布は、熱による空気の対流特性により、熱い空気が上に行き、それより低い温度の空気が下に行くことになる。その結果、ロードロック室１２で待機している各基板１ａ～１ｅ自体にも温度差が生じ、最下段にある基板１ａの温度が低く、上側に行くに従って温度が高く、最上段にある基板１ｅの温度が最も高くなる、といった温度差を生じることになる。
　そして、この状態でロードロック室１２から基板カセット３０に基板１を移し替るとき、上記したように第１搬送ロボット２０は、温度の低い下側の基板１ａから順次取り出して基板カセット３０の上段側から順次収納し、次の第２搬送ロボットは、温度の高い下側の基板１ｅから順次取りしてアライメント工程５０に搬送することになる。
　これを、各基板１の搬送時間で見てみると、次のようになる。ただし、第１搬送ロボット２０がロードロック室１２から一つの基板を取り出して基板カセット３０に収納するのにかかる時間をｔｘとし、第２搬送ロボット４０が基板カセット３０から一つの基板を取り出してアライメント工程５０に搬送するのにかかる時間をｔｙとし、各ロボット間での搬送のための待ち時間は無いものと仮定する。
　ロードロック室１２の最下段の基板１ａは、ロードロック室１２から最初に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り４枚の基板１ｂ～１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間４ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ａのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出された時点から、残り４枚の基板１ｂ～１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間は５ｔｘ（＝１ｔｘ＋４ｔｘ）となる。一方、基板１ａの基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが５番目であるため、その前の４枚の基板１ｂ～１ｅが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間４ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ａが基板カセット３０から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は５ｔｙ（＝４ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ａがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（５ｔｘ＋５ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の２段目（上から４段目）の基板１ｂは、ロードロック室１２から２番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り３枚の基板１ｃ～１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間３ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｂのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出された時点から、残り６枚の基板１ｃ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は４ｔｘ（＝１ｔｘ＋３ｔｘ）となる。一方、基板１ｂの基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが４番目であるため、その前の３枚の基板１ｃ～１ｅが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間３ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｂが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は４ｔｙ（＝３ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｂがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（４ｔｘ＋４ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の３段目（上から３段目）の基板１ｃは、ロードロック室１２から３番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り２枚の基板１ｄ，１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間２ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｃのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出された時点から、残り２枚の基板１ｄ，１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は３ｔｘ（＝１ｔｘ＋２ｔｘ）となる。一方、基板１ｃの基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが３番目であるため、その前の２枚の基板１ｄ～１ｅが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間２ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｃが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は３ｔｙ（＝２ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｃがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（３ｔｘ＋３ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の４段目（上から２段目）の基板１ｄは、ロードロック室１２から４番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り１枚の基板１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間１ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｄのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出された時点から、残り１枚の基板１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は２ｔｘ（＝１ｔｘ＋１ｔｘ）となる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが２番目であるため、その前の１枚の基板１ｅが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間１ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｄが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は２ｔｙ（＝１ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｄがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（２ｔｘ＋２ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の最上段の基板１ｅは、ロードロック室１２から５番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。この場合、基板１ｅについては、基板カセット３０内でのその後の待ち時間は発生しないので、基板１ｅのロードロック室１２から基板カセット３０までの搬送時間は１ｔｘとなる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが１番目であり、基板カセット３０に収納後すぐに取り出されてアライメント工程５０まで搬送される。すなわち、基板カセット３０内での待ち時間は発生しない。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｅが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの搬送時間は１ｔｙとなる。その結果、基板１ｅがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（１ｔｘ＋１ｔｙ）となる。
　上記説明からも分かるように、ロードロック室１２を最下段から取り出された基板１ａのアライメント工程５０までの総搬送時間（５ｔｘ＋５ｔｙ）と、ロードロック室１２を最上段から取り出された基板１ｅのアライメント工程５０までの総搬送時間（１ｔｘ＋１ｔｙ）との間には、５倍の搬送時間差がある。
　その結果、基板１ｅは、十分に冷めきらない高い温度のままアライメント工程５０まで搬送され、基板１ａは十分に冷めた低い温度状態でアライメント工程５０まで搬送されることになる。このような温度差は、段数が多いほど顕著に現れる。
　アライメント工程５０では、その後のパターニングのための調整を行っているが、上記のように各基板（ガラス基板）１ａ～１ｅに温度差があると、基板自体が伸び縮みするため、アライメントに誤差が生じることになる。その結果、レーザによるパターニングの際、十分に冷めていない熱い基板をパターニングするときには伸びているが、十分に冷めた冷たい基板をパターニングするときには通常状態に戻っていることになり、パターニング誤差が発生するといった問題、すなわち、製品ばらつきが大きくなるといった問題があった。
　本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、熱処理工程から次の処理工程までの基板の搬送時間の差を無くす（若しくは小さくする）ことによって、次の処理工程であるアライメント工程及びパターニング工程での各基板の温度差を無くし、基板の伸びによるアライメント誤差及びパターニング誤差の発生を防止した基板搬送方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の基板搬送方法は、上下に所定の間隔を存して多段に積載された複数枚の基板を処理室で加熱処理する加熱処理工程と、加熱処理された複数枚の基板を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセットに順次収納する収納工程と、前記基板カセットから基板を１枚ずつ取り出す取り出し工程とからなり、前記基板カセットから取り出した基板を次の処理工程に搬送する基板搬送方法において、前記基板カセットには、前記基板を水平状態で支持する支持片が形成されているとともに、この支持片が上下方向に所定の間隔を存して複数段形成され、かつ、これら支持片の各段間に仕切板が設けられており、前記基板カセットから次の処理工程への基板の搬送は、前記処理室から取り出されて前記基板カセットに収納された順に取り出して搬送することを特徴としている。
　例えば、前記収納工程では、前記処理室（より具体的には、ロードロック室）の下段側から取り出した前記基板を前記基板カセットの上段側から収納し、前記取り出し工程では、前記基板カセットの上段側から順次取り出して次の処理工程に搬送する構成とすることができる。
　また、本発明では、前記基板がガラス基板であり、前記加熱処理工程がＣＶＤ処理工程であり、前記次の処理工程がアライメント工程である。また、前記ＣＶＤ処理工程が、前記ガラス基板上に薄膜太陽電池素子を形成する工程であり、前記アライメント工程が、前記ガラス基板上に形成された薄膜太陽電池素子をレーザでパターニングするための調整工程である。
　上記従来技術で説明したように、本発明の基板搬送方法も、図４に示したプラズマＣＶＤ装置１０と、プラズマＣＶＤ装置１０で処理された複数枚の基板（ガラス基板）を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセット３０に順次収納する第１搬送ロボット２０と、基板カセット３０から基板を１枚ずつ取り出してパターニング前のアライメント工程５０に搬送する第２搬送ロボット４０とからなる基板搬送システムを用いている。
　そして、本発明においても、プラズマＣＶＤ装置１０のロードロック室１２から基板カセット３０に基板を搬送する方法は同じ方法でよいが、基板カセット３０からアライメント工程５０に基板を搬送するときの搬送方法が従来とは異なっている。
　すなわち、基板カセット３０の上段側から基板を順次取り出して次のアライメント工程に搬送する。つまり、基板カセット３０について見ると、基板カセット３０に収納される基板は、先入れ、先出し方式としている。その結果、ロードロック室１２の最下段に収納されていた基板１ａが、ロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（５ｔｘ＋１ｔｙ）となり、ロードロック室１２の最上段に収納されていた基板１ｅが、ロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（１ｔｘ＋５ｔｙ）となる。ここで、搬送時間ｔｘとｔｙがほぼ同じ時間（例えばｔｚ）であると仮定すると、ロードロック室１２の最下段に収納されていた基板１ａと、ロードロック室１２の最上段に収納されていた基板１ｅのトータルの搬送時間はほぼ同じ時間（６ｔｚ）となる。その他の基板１ｂ～１ｄは、基板１ａのトータルの搬送時間と基板１ｅのトータルの搬送時間の間になるため、本発明の基板搬送方法によれば、全ての基板１ａ～１ｅの総搬送時間をほぼ同じ時間とすることができる。
　この場合、本発明では、基板カセット３０からの基板の取り出しを、上段側からとしている。そのため、上記解決課題で説明したように、上段の基板を取り出すときの塵埃やゴミが下段の基板上に落ちる問題がある。そこで、本発明では、図２に示すように、基板カセット３０のカセット本体３１内の左右の側壁３２ａ，３２ｂに、基板を水平に支持する支持片３３ａ，３３ｂを形成するとともに、この支持片３３ａ，３３ｂを上下方向に所定の間隔を存して複数段形成し、かつ、これら支持片３３ａ，３３ｂの各段間にそれぞれ仕切板３４を設けた構成としている。これにより、上段側から基板を取り出した場合でも、その取り出しによって発生した塵埃やゴミは仕切板３４上に落下し、その下の基板上に落ちることはない。
　本発明は上記のように構成したので、加熱処理工程の処理室から取り出した全ての基板を、ほぼ同じ搬送時間で次の処理工程まで搬送することができる。そのため、次の処理工程まで搬送された基板の温度はほぼ同じ温度まで冷ますことができる。つまり、基板の熱による伸びの差を無くすことができる。その結果、次の処理工程が例えばアライメント工程である場合、基板の伸びによるアライメント誤差を無くすことができ、ひいては次のパターニング工程における製品ばらつきの発生を無くすことができる。
図１は、本発明の基板搬送方法が適用される基板搬送システムの概略構成図である。 図２は、本発明に係る基板カセットの概略構成図である。 図３は、基板カセットの基板支持構造の他の例を示す概略構成図である。 図４は、従来の基板搬送方法が適用される基板搬送システムの概略構成図である。 図５（ａ）はロードロック室の概略構成図、図５（ｂ）は従来の基板カセットの概略構成図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の基板搬送方法が適用される基板搬送システムの概略構成図である。
　基板搬送システムの構成自体は、上記した図４に示す従来の基板搬送システムの構成と同じであり、プラズマＣＶＤ装置１０と、プラズマＣＶＤ装置１０で処理された複数枚の基板（ガラス基板）を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセット３０に順次収納する第１搬送ロボット２０と、基板カセット３０から基板を１枚ずつ取り出してパターニング前のアライメント工程５０に搬送する第２搬送ロボット４０とからなっている。なお、本実施形態では、プラズマＣＶＤ装置１０と基板カセット３０との間の搬送路に、搬送される基板に形成された膜厚を測定するための膜厚測定装置６０が配置されている。すなわち、この膜厚測定装置６０によって基板に形成された膜厚を測定した結果、その測定値が予め設定された基準値以下である場合には、その基板は不良品として製造ライン上から排除するようになっている。これにより、膜厚形成の不良による製品不良の発生を防止することができる。
　図２は、本発明に係る基板カセット３０の構成を示している。
　本発明に係る基板カセット３０は、カセット本体３１内の左右の側壁３２ａ，３２ｂに、基板の左右両縁部を水平に支持する一対の支持片３３ａ，３３ｂを形成するとともに、この一対の支持片３３ａ，３３ｂを上下方向に所定の間隔を存して複数段形成し、かつ、これら一対の支持片３３ａ，３３ｂの各段間にそれぞれ仕切板３４を設けた構成としている。これにより、上段側から基板１を取り出した場合でも、その取り出し過程において発生した塵埃やゴミは仕切板３４上に落下し、その下の基板上に落ちることはない。
　上記構成の基板搬送システムを用いて、本発明の基板搬送方法は次のように行われる。以下、図１を用いて本発明の基板搬送方法を説明する。
　成膜室１１からロードロック室１２に成膜処理後の５枚の基板１ａ～１ｅが搬送されると、第１搬送ロボット２０は、ロードロック室１２からまず最下段（１段目）の基板１ａを取り出し、これを基板カセット３０の最上段（５段目）に収納する。次に、ロードロック室１２の２段目の基板１ｂを取り出し、これを基板カセット３０の４段目（上から２段目）に収納する。次に、ロードロック室１２の３段目の基板１ｃを取り出し、これを基板カセット３０の３段目（上から３段目）に収納する。このように、ロードロック室１２から基板カセット３０への基板１ａ～１ｅの搬送は、下段と上段とを入れ換えていくようにして行っている。従って、最後は、ロードロック室１２の最上段（５段目）の基板１ｅを取り出し、これを基板カセット３０の最下段（１段目）に収納することになる。
　このようにして全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されると、次に、第２搬送ロボット４０は、基板カセット３０からまず最上段（５段目）の基板１ａを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。次に、基板カセット３０の４段目（上から２段目）の基板１ｂを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。次に、基板カセット３０の３段目（上から３段目）の基板１ｃを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。このように順次基板１を上段側から取り出しては、アライメント工程５０に順次搬送するようになっている。すなわち、最後は、基板カセット３０の最下段（１段目）の基板１ｅを取り出し、これをアライメント工程５０に搬送する。
　上記の基板搬送方法を、各基板１ａ～１ｅの搬送時間で見てみると、次のようになる。ただし、第１搬送ロボット２０がロードロック室１２から一つの基板を取り出して基板カセット３０に収納するのにかかる時間をｔｘとし、第２搬送ロボット４０が基板カセット３０から一つの基板を取り出してアライメント工程５０に搬送するのにかかる時間をｔｙとし、各ロボット間での搬送のための待ち時間は無いものと仮定する。
　ロードロック室１２の最下段の基板１ａは、ロードロック室１２から最初に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り４枚の基板１ｂ～１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間４ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ａのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出されてから、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は、５ｔｘ（＝１ｔｘ＋４ｔｘ）となる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが１番目であり、基板カセット３０に収納後すぐに取り出されてアライメント工程５０まで搬送される。すなわち、基板カセット３０内での待ち時間は発生しない。従って、全ての基板１ａ～１ｈが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ａが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの搬送時間は１ｔｙとなる。その結果、基板１ａがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（５ｔｘ＋１ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の下から２段目の基板１ｂは、ロードロック室１２から２番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り３枚の基板１ｃ～１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間３ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｂのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出されてから、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は４ｔｘ（＝１ｔｘ＋３ｔｘ）となる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが２番目であるため、その前の１枚の基板１ａが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間１ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｂが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は２ｔｙ（＝１ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｂがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（４ｔｘ＋２ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の下から３段目の基板１ｃは、ロードロック室１２から３番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り２枚の基板１ｄ，１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間２ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｃのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出されてから、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は３ｔｘ（＝１ｔｘ＋２ｔｘ）となる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが３番目であるため、その前の２枚の基板１ａ，１ｂが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間２ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｃが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は３ｔｙ（＝２ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｃがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（３ｔｘ＋３ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の下から４段目の基板１ｄは、ロードロック室１２から４番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。その後、基板カセット３０内において、残り１枚の基板１ｅが基板カセット３０に全て収納されるまでの時間１ｔｘの待ち時間が発生する。従って、基板１ｄのロードロック室１２から基板カセット３０までの待ち時間を含む搬送時間、すなわち、ロードロック室１２から取り出されてから、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの時間は２ｔｘ（＝１ｔｘ＋１ｔｘ）となる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが４番目であるため、その前の３枚の基板１ａ～１ｃが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間３ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｄが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は４ｔｙ（＝３ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｄがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（２ｔｘ＋４ｔｙ）となる。
　ロードロック室１２の最上段の基板１ｅは、ロードロック室１２から５番目に取り出されて、搬送時間１ｔｘで基板カセット３０に収納される。この場合、基板１ｅについては、その後の待ち時間は発生しないので、基板１ｅは、ロードロック室１２から取り出されてから、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納されるまでの搬送時間が１ｔｘとなる。一方、基板カセット３０からアライメント工程５０までの搬送時間は、基板カセット３０からの取り出しが５番目であるため、その前の４枚の基板１ａ～１ｄが取り出されてアライメント工程５０まで搬送されるための時間４ｔｙの待ち時間が発生する。従って、全ての基板１ａ～１ｅが基板カセット３０に収納された時点から、基板１ｅが基板カセット３０からアライメント工程５０に搬送されるまでの待ち時間を含む搬送時間は５ｔｙ（＝４ｔｙ＋１ｔｙ）となる。その結果、基板１ｅがロードロック室１２から取り出されてアライメント工程５０に搬送されるまでのトータルの搬送時間は（１ｔｘ＋５ｔｙ）となる。
　上記説明からも分かるように、ロードロック室１２を最下段から取り出された基板１ａのアライメント工程５０までのトータルの搬送時間（５ｔｘ＋１ｔｙ）と、ロードロック室１２を最上段から取り出された基板１ｅのアライメント工程５０までのトータルの搬送時間（１ｔｘ＋５ｔｙ）との間には、時間ｔｘとｔｙの時間差（｜ｔｘ－ｔｙ｜）の４倍の搬送時間差がある。ここで、時間ｔｘとｔｙがほぼ同じ時間（例えばｔｚ）であるとすると、ロードロック室１２を最下段から取り出された基板１ａのアライメント工程５０までのトータルの搬送時間と、ロードロック室１２を最上段から取り出された基板１ｅのアライメント工程５０までのトータルの搬送時間とは、共に３ｔｚとなる。また、その他の基板１ｂ～１ｅは、基板１ａのトータルの搬送時間と基板１ｅのトータルの搬送時間の間になるため、本発明の基板搬送方法によれば、全ての基板１ａ～１ｅのトータルの搬送時間がほぼ同じ搬送時間（３ｔｚ）となる。
　その結果、アライメント工程５０まで搬送される各基板１ａ～１ｅは、ほぼ同じ温度まで冷めた状態となっているので、アライメント工程５０では、各基板１ａ～１ｅに伸びの差の無い状態でアライメントを行うことができる。その結果、次のパターニング工程においても、薄膜太陽電池素子を同じ条件でパターニングすることができるため、製品ばつらきの発生を抑えることが可能となる。
　なお、上記実施形態では、基板カセット３０内で基板を水平に支持する支持構造として、カセット本体３１内の左右の側壁３２ａ，３２ｂに、基板の左右両縁部を水平に支持する一対の支持片３３ａ，３３ｂを形成した構造としているが、基板を支持する構造はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、支持片として機能する突起部３３ｃを設けたものであってもよい。この例では、各仕切板３４，３４・・・の上面に、幅方向及び奥行き方向（ただし、奥行き方向については図示を省略している。）に所定の間隔を存して多数の突起部３３ｃ，３３ｃ，・・・を形成し、この突起部３３ｃ３３ｃ，・・・によって基板を水平に支持する構造としている。基板を取り出す場合には、幅方向に配置された突起部３３ｃ，３３ｃ間に第１搬送ロボット２０及び第２搬送ロボット４０のロボットアームを挿入し、少し持ち上げることによって、基板を基板カセット３０から取り出すことができる。
　また、上記実施形態では、図４に示す従来の搬送方法と対比し易いように、ロードロック室１２から取り出された基板１を基板カセット３０の上段側から収納し、取り出すときに基板カセット３０の上段側から取り出すようにしているが、基板カセット３０に仕切板３４を設けているので、例えばロードロック室１２から取り出された基板１を基板カセット３０の下段側から収納し、取り出すときに基板カセット３０の下段側から取り出すようにしてもよい。また、このような上段側や下段側に限定されるものではなく、ロードロック室１２から取り出された基板１を基板カセット３０の空いている任意の段に収納するようにしてもよい。この場合には、各段への収納順を記憶しておき、取り出すときにその収納順で取り出すようにすればよい。
　さらに、上記実施形態では、ロードロック室１２からの取り出しに制約（すなわち、塵埃やゴミ等の落下による不具合の発生を防止するために下段側から取り出すという制約）がある場合について説明しているが、ロードロック室１２にも、図２や図３に示す基板カセット３０と同様に仕切板を設けることで、ロードロック室１２からの取り出しにも制約が無くなることになる。そのため、例えば、ロードロック室１２の上段側から基板を取り出して基板カセット３０の上段側に収納し、基板カセット３０の上段側から取り出すといった基板搬送方法も可能となる。さらには、ロードロック室１２の任意の段から取り出して基板カセット３０の任意の段に収納することも可能となる。
　なお、上記実施形態では、本発明の基板搬送方法を、太陽電池のガラス基板の搬送方法に適用した場合について説明しているが、太陽電池のガラス基板の搬送方法に限定されるものではなく、例えば半導体素子の製造ラインや液晶パネルの製造ラインにおける半導体基板や液晶基板の搬送方法にも本発明の基板搬送方法を適用することが可能である。
　本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　なお、この出願は、日本で２００９年３月９日に出願された特願２００９－０５５０６６号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
　本発明の基板搬送方法は、太陽電池の製造ラインにおける基板の搬送方法や、半導体素子の製造ラインにおける基板の搬送方法、及び液晶パネルの製造ラインにおける基板の搬送方法等に好適に利用される。
　１（１ａ～１ｅ）　基板
　１０　プラズマＣＶＤ装置
　１１　成膜室
　１１ａ，１１ｂ
　１２　ロードロック室
　１３ａ　左側壁
　１３ｂ　右側壁
　１４ａ，１４ｂ　支持片
　２０　第１搬送ロボット
　３０　基板カセット
　３１　カセット本体
　３２ａ　左側壁
　３２ｂ　右側壁
　３３ａ，３３ｂ　支持片
　３４　仕切板
　４０　第２搬送ロボット
　５０　アライメント工程
　６０　膜厚測定装置

Claims (3)

  1. 　上下に所定の間隔を存して多段に積載された複数枚の基板を処理室内で加熱処理する加熱処理工程と、加熱処理された複数枚の基板を１枚ずつ取り出して多段に積載可能な基板カセットに順次収納する収納工程と、前記基板カセットから基板を１枚ずつ取り出す取り出し工程とからなり、前記基板カセットから取り出した基板を次の処理工程に搬送する基板搬送方法において、
    　前記基板カセットには、前記基板を水平状態で支持する支持片が形成されているとともに、この支持片が上下方向に所定の間隔を存して複数段形成され、かつ、これら支持片の各段間に仕切板が設けられており、
    　前記基板カセットから次の処理工程への基板の搬送は、前記処理室から取り出されて前記基板カセットに収納された順に取り出して搬送することを特徴とする基板搬送方法。
  2. 　請求項１に記載の基板搬送方法において、
    　前記基板がガラス基板であり、前記加熱処理工程がＣＶＤ処理工程であり、前記次の処理工程がアライメント工程であることを特徴とする基板搬送方法。
  3. 　請求項２に記載の基板搬送方法において、
    　前記ＣＶＤ処理工程が、前記ガラス基板上に薄膜太陽電池素子を形成する工程であり、前記アライメント工程が、前記ガラス基板上に形成された薄膜太陽電池素子をレーザでパターニングするための調整工程であることを特徴とする基板搬送方法。
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