JP2012074647A - 基板熱処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、基板の供給不良による各基板の熱履歴の不均一化を防止する。
【解決手段】この発明の基板熱処理システム１０は、熱処理装置１、搬入コンベア２、搬出コンベア３、第１ラック４、搬送ロボット６、制御部７を備えている。熱処理装置１は、内部に複数の基板収納部１１を備えている。搬送ロボット６は、受入位置２２から各基板収納部１１へ順に基板１００を搬入する基板搬入、各基板収納部１１から順に取出位置３２へ基板１００を搬出する基板搬出、第１ラック４から基板収納部１１へ遮蔽板２００を搬入する遮蔽板搬入を行う。制御部７は、基板搬入時に搬送ロボット６が基板１００を受け取らなかった場合に基板搬入に代えて遮蔽板搬入を行うように搬送ロボット６の動作を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、熱処理装置を含む基板熱処理システムに関し、特に、複数枚の基板を順に熱処理装置に搬入出する基板熱処理システムに関する。

ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）製造作業は、基板を加熱又は冷却する熱処理工程を含む複数の工程で構成される。熱処理工程の作業効率を向上するためには、熱処理装置内に複数枚の基板を収納することが考えられ、熱処理装置内には各々が基板を１枚ずつ収納する複数の基板収納部が多段に配置されている。各基板収納部に搬入された基板は、所定の処理時間が経過した後に、熱処理装置から搬出される。

熱処理装置内に対する新たな基板の搬入時に、直前に熱処理装置内に搬入された基板は、新たに搬入された基板との間の熱輻射によって温度変動をきたす。しかし、熱処理装置に対する各基板の搬入周期が一定であれば、各基板の熱履歴は一様になり、複数の基板に均一な熱処理を施すことができる。

ところが、熱処理工程の前段の工程における装置の故障等によって熱処理装置に対する基板の搬入間隔が長くなると、直前に熱処理装置内に搬入された基板は、熱履歴が他の基板の熱履歴に一致せず、不良品となる。直前に搬入された基板は、次に基板が搬入されるまでの間に通常よりも長時間にわたって加熱又は冷却されるため、次に搬入される基板との温度差が他の基板よりも大きくなって熱輻射による温度変動が激しくなる。

そこで、従来の熱処理装置では、熱処理装置内に収納された複数枚の基板のそれぞれを個別に加熱できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。複数枚の基板のそれぞれを個別に加熱することで、搬入間隔が変動した場合にも直前に熱処理装置内に搬入された基板の加熱履歴を他の基板の加熱履歴に一致させることができる。

特開平１１−２９７７０５号公報

しかし、熱処理装置内に収納された複数枚の基板のそれぞれを個別に加熱するためには、熱処理装置内の複数の基板収納位置のそれぞれに加熱ヒータだけでなく温度制御用の検出手段を備える必要があり、コストの上昇や装置の大型化を招く。この問題は、高温の基板を冷却する熱処理装置についても同様に生じる。

この発明の目的は、コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、基板の供給不良による各基板の熱履歴の不均一化を防止できる基板熱処理システムを提供することにある。

この発明の基板熱処理システムは、熱処理装置、搬入機構、搬出機構、遮蔽板ラック、搬送ロボット、制御部を備えている。

熱処理装置は、内部に複数の基板収納部を備え、基板収納部に収納した基板に熱処理を施す。搬入機構は、未処理の基板を受入位置に供給する。搬出機構は、処理済みの基板を取出位置から排出する。遮蔽板ラックは、低熱容量の材料からなる遮蔽板を収納する。搬送ロボットは、受入位置から各基板収納部へ順に基板を搬入する基板搬入、各基板収納部から順に取出位置へ基板を搬出する基板搬出、遮蔽板ラックから基板収納部へ遮蔽板を搬入する遮蔽板搬入を行う。制御部は、一定の周期で基板搬入及び基板搬出を順に行うように搬送ロボットの動作を制御する。制御部は、基板搬入時に受入位置でｎ（ｎは１以上の自然数）搬送ロボットが基板を受け取らなかった場合に基板搬入に代えて遮蔽板搬入を行うように搬送ロボットの動作を制御する。

この発明によれば、熱処理装置による基板の熱処理作業中に、搬送ロボットによる基板搬入及び基板搬出が順に一定の周期で行なわれる。搬送ロボットは、基板搬入時に熱処理装置内の基板収納部に搬入すべき基板を受け取らなかった場合、基板に代えて基板収納部に遮蔽板を搬入する。したがって、一定の周期で基板を熱処理装置内に搬入できなかった場合でも、何れかの基板収納部が長時間にわたって空の状態になることがなく、既に基板収納部に収納されている基板の熱履歴が変動することがない。

また、遮蔽板ラックを搬入機構の上部に配置することが好ましい。搬入機構の上部の空間を有効に活用することができ、占有スペースの大型化を防止できる。

さらに、搬出機構の上部に排出ラックを配置するとともに、制御部は、遮蔽板を搬入した基板収納部を記憶しておき、基板搬出時に基板収納部から搬出した遮蔽板を排出ラックに収納するように搬送ロボットの動作を制御することが好ましい。基板と遮蔽板とを峻別することができ、基板に対する下流側の処理を円滑に行うことができる。

この発明によれば、基板の搬入間隔が長くなった場合に熱処理装置内に遮蔽板を搬入することができ、コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、基板の供給不良による基板の熱履歴の不均一化を防止できる。

この発明の実施形態に係る基板熱処理システムの要部の側面図である。 同基板熱処理システムの要部の平面図である。 同制御部の処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｄ）は、熱処理装置における基板及び遮蔽板の搬入状態を示す図である。 この発明の別の実施形態に係る基板熱処理システムの平面図である。

以下に、図面を参照して、この発明の実施形態に係る基板熱処理システム１０について説明する。

図１及び２に示すように、基板熱処理システム１０は、熱処理装置１、搬入コンベア２、搬出コンベア３、第１ラック４、第２ラック５、搬送ロボット６、制御部７を備え、一例としてＦＰＤ製造作業における基板の加熱処理を行う。

熱処理装置１は、内部に複数の基板収納部１１を上下方向に多段に備え、基板収納部１１に収納した基板１００に熱処理を施すヒータ１２を備えている。搬入コンベア２は、この発明の搬入機構であり、一例として搬送ローラ２１を備え、上流側の処理を完了した熱処理前の基板１００を受入位置２２に供給する。搬出コンベア３は、この発明の搬出機構であり、一例として搬送ローラ３１を備え、熱処理済みの基板１００を取出位置３２から排出する。一例として、複数の基板収納部１１は、上方に位置するものから順に基板１００の搬入を受ける。各基板１００は、熱処理装置１内に一定時間に渡って収納され、所定の温度に保持された後に、各基板収納部１１から搬出される。

第１ラック４及び第２ラック５は、この発明の遮蔽板ラックであり、低熱容量の材料からなる複数枚の遮蔽板２００を収納する。第１ラック４は、搬入コンベア２の上方に配置されている。第２ラック５は、搬出コンベア３の上方に配置されている。遮蔽板２００は、一例として平面形状を基板１００と同一サイズに形成されている。なお、遮蔽板２００の熱容量は、少なくとも基板１００の熱容量以下とすることが好ましい。

搬送ロボット６は、受入位置２２から各基板収納部１１へ順に基板１００を搬入する基板搬入、各基板収納部１１から順に取出位置３２へ基板１００を搬出する基板搬出、第１ラック４から基板収納部１１へ遮蔽板２００を搬入する遮蔽板搬入、基板収納部１１から第２ラック５へ遮蔽板２００を搬出する遮蔽板搬出を行う。このため、搬送ロボット６は、上面に基板１００及び遮蔽板２００が載置されるアーム６１を備えている。アーム６１には、基板１００の載置状態を検出するセンサ６２が備えられている。

第１ラック４及び第２ラック５は、搬送ロボット６に対向する面が開放している。搬送ロボット６による第１ラック４からの遮蔽板２００の取出、及び第２ラック５への遮蔽板の収納を円滑に行うことができる。熱処理作業の開始時には、第１ラック４のみに複数枚の遮蔽板２００が収納されており、第２ラック５は空の状態にされている。

制御部７は、ＲＯＭ７２及びＲＡＭ７３を備えたＣＰＵ７１に、ドライバ７４及びインタフェース７５，７６等を接続して構成されている。ＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１の動作を規定するプログラムを格納している。ＣＰＵ７１には、インタフェース７５を介してセンサ６２の検出信号が入力される。ＣＰＵ７１には、インタフェース７６を介して記憶部８２が接続されている。記憶部８２は、操作部８１で設定された連続回数ｎを記憶する。この連続回数ｎは、基板１００の搬入に代えて遮蔽板２００の搬入を行うか否かの判断に用いられる。ＣＰＵ７１は、所定の基板搬入タイミングで搬送ロボット６が基板１００を受け取らなかった状態がｎ回連続した場合に、遮蔽板２００の搬入を行う。

ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２のプログラムに従って、センサ７５の検出結果に基づいてドライバ７４に駆動データを供給し、一定の周期で基板搬入及び基板搬出を順に行うように搬送ロボット６の動作を制御する。ＲＡＭ７３は、この間にＣＰＵ７１に入出力されるデータを一時格納する。ＲＡＭ７３のメモリエリア７３１には、遮蔽板２００が搬入された基板収納部１１を特定するデータが格納される。ＲＡＭ７３のメモリエリア７３２には、カウンタＣが割り当てられている。カウンタＣは、搬送ロボット６が基板１００を受け取らなかった状態の連続回数を１〜ｎの範囲で計数する。

なお、操作部８１で設定される連続回数ｎは、基板搬入の時間間隔、処理基板の熱容量、処理温度等に応じて任意に設定される。即ち、熱処理装置１内に搬入された基板１００の温度は、次に基板１００が搬入されることによって低下する。次の基板１００が搬入されることによる直前に搬入された基板１００の温度低下の程度は、処理基板の熱容量や処理温度に応じて異なる。このため、基板１００の処理状態に影響を生じる温度に低下するまでの時間も、処理基板の熱容量や処理温度に応じて異なる。処理状態に影響を生じる温度に低下するまでの時間が基板搬入の時間間隔に比較して十分に長い場合には、搬送ロボット６が基板１００を受け取らなかった時に常に遮蔽板２００を搬入する必要はない。そこで、例えば、処理状態に影響を生じる温度に低下するまでの時間を基板搬入の時間間隔で除した値から１を引いた値を連続回数ｎとして設定することができる。

熱処理装置１に搬入される基板１００が１種類に限定されている場合には、連続回数ｎは、操作部８１から設定を受け付ける必要はなく、一義的に記憶しておくこともできる。

ＣＰＵ７１は、一定の周期で基板搬入及び基板搬出を順に行うように搬送ロボット６を動作させつつ、基板搬入時に受入位置２２で搬送ロボット６が基板１００を受け取らなかった場合に、基板搬入に代えて遮蔽板搬入を行うように搬送ロボット６を動作させる。

このため、ＣＰＵ７１は、図３に示すように、搬入コンベア２が受取位置２１に基板１００を供給する基板搬入タイミングであるか否か、及び熱処理装置１の何れかの基板収納部１１から基板１００を搬出すべき基板搬出タイミングであるか否かの判別を行う（Ｓ１，Ｓ２）。

Ｓ１において、基板搬入タイミングである場合には、ＣＰＵ７１は、搬送ロボット６を搬入コンベア２側に移動させ（Ｓ３）、受入位置２２に供給された基板１００をアーム６１の上面に受け取るように搬送ロボット６を動作させる（Ｓ４）。次いで、ＣＰＵ７１は、センサ７５の検出信号に基づいて、搬送ロボット６が基板１００を正常に受け取ったか否かの判別を行う（Ｓ５）。搬送ロボット６が基板１００を正常に受け取った場合には、ＣＰＵ７１は、所定の基板収納部１１に基板１００を搬入するように、搬送ロボット６を動作させる（Ｓ６，Ｓ７）。

上流側の処理で不具合が発生した場合等、搬送ロボット６が基板１００を正常に受け取らなかった場合には、ＣＰＵ７１は、メモリエリア７３２に割り当てられているカウンタＣの内容をインクリメントし（Ｓ２１）、カウンタＣの内容が記憶部８２に記憶されている連続回数ｎに一致するか否かの判別を行う（Ｓ２２）。カウンタＣの内容が連続回数ｎに一致しない場合には、ＣＰＵ７１は、次の基板搬入タイミング又は基板搬出タイミングの到来を待機する（Ｓ２２→Ｓ１）。

カウンタＣの内容が連続回数ｎに一致した場合には、ＣＰＵ７１は、搬送ロボット６のアーム６１を第１ラック４へ移動させる（Ｓ２３）。なお、カウンタＣはクリアされる。そしてＣＰＵ７１は、アーム６１を介して遮蔽板２００を取り出した後（Ｓ２４）、Ｓ６及びＳ７の処理により、基板１００を搬入すべき基板収納部１１に遮蔽板２００を搬入する。このとき、ＣＰＵ７１は、遮蔽板２００を搬入した基板収納部１１の位置をＲＡＭ７３のメモリエリア７３１に記憶する（Ｓ２５）。

Ｓ２において、基板搬出タイミングである場合には、ＣＰＵ７１は、基板１００を取り出すべき基板収納部１１に搬送ロボット６を移動させ（Ｓ８）、アーム６１を介して基板収納部１１から基板１００を取り出す（Ｓ９）。ここで、ＣＰＵ７１は、メモリエリア７３１の記憶内容を参照して遮蔽板２００が収納されていたか否かの判別を行う（Ｓ１０）。

搬送ロボット６が取出動作を行った基板収納部１１に基板１００が収納されていた場合には、ＣＰＵ７１は、アーム６１が取出位置３２に移動するように搬送ロボット６を動作させ（Ｓ１１）、搬出コンベア３を介して基板１００を排出する（Ｓ１２）。搬送ロボット６が取出動作を行った基板収納部１１に遮蔽板２００が収納されていた場合には、ＣＰＵ７１は、アーム６１が第２ラック５に移動するように搬送ロボット６を動作させ（Ｓ２６）、第２ラック４内に遮蔽板２００を収納する（Ｓ２７）。

以上の処理により、熱処理装置１に対する基板搬入及び基板搬出を順に一定周期で実行している間に、次に搬入すべき基板１００が所定の基板搬入タイミングで受取位置２２に供給されなかった状態がｎ回連続した場合、基板１００を搬入すべき基板収納部１１に遮蔽板２００を搬入する。

例えば、連続回数ｎとして“１”が設定されており、６段目の基板収納部１１６に基板を収納すべき基板搬入タイミングで基板１００が受取位置２２に供給されていなかった場合、何らの手当てもされないと、図４（Ｄ）に示すように次の基板搬入タイミングまで基板１００が搬入されないことになる。このため、５段目の基板収納部１１５に収納されている基板１００は、次の基板搬入タイミングまで温度上昇を続けた後に、７段目の基板収納部１１７に搬入された基板１００に熱輻射によって熱を奪われ、熱履歴が１〜４段目の基板収納部１１１〜１１４に収納されている基板１００と同一にならない。

本発明の基板熱処理システム１０では、図４（Ａ）に示すように６段目の基板収納部１１６に基板を収納すべき基板搬入タイミングで基板１００が受取位置２２に供給されていなかった場合、図４（Ｂ）に示すように６段目の基板収納部１１６には遮蔽板２００が搬入される。図４（Ｃ）に示すように次の基板搬入タイミングでは、７段目の基板収納部１１７に基板１００が収納される。５段目の基板収納部１１５に収納された基板１００は、６段目の基板収納部１１６に遮蔽板２００が収納されているため、１〜４段目の基板収納部１１１〜１１４に収納されている基板１００と略同様の熱履歴となる。

したがって、一定の周期で基板１００を熱処理装置１内に搬入できなかった場合でも、何れかの基板収納部１１が長時間にわたって空の状態になることがなく、既に基板収納部１１に収納されている基板１００の熱履歴が変動することがない。

なお、連続回数として“２”以上の値が設定されている場合には、最後に基板１００が搬入された基板収納部１１からｎ段下の基板収納部１１に遮蔽板２００が搬入される。

上記の実施形態では、単一の熱処理装置１を備えた基板熱処理システム１０を例に挙げて説明したが、基板熱処理システム１０に複数の熱処理装置１を備えた場合にもこの発明を同様に実施できる。例えば、図５に示すように、４個の熱処理装置１を備えることもできる。この場合には、搬入コンベア２によって供給された基板１００を４個の熱処理装置１の各々に一定の順序で搬入し、各々の熱処理装置１内に所定時間収納された基板１００を各熱処理装置１から同一の順序で搬出コンベア３に搬出するように搬送ロボット６の動作を逝去する。この間に基板１００の搬送不良を生じた場合に、基板１００を搬入すべき熱処理装置１の基板収納部１１に遮蔽板２００を搬入する。これによって、熱処理作業のタクトタイムをさらに短縮しつつ、基板１００の供給不良による歩留りの低下を防止できる。

第１ラック４及び第２ラック５は、搬入コンベア２及び搬出コンベア３の上部に配置しているため、基板熱処理システム１０内の空間を有効に活用することができ、占有スペースが大型化することがない。

なお、第２ラック５は、必須ではない。所定の基板搬出タイミングで何れかの基板収納部１１から搬出された遮蔽板２００を搬出コンベア３を介して外部に排出し、下流側処理前に基板１００と峻別処理することもできる。この場合には、制御部７において遮蔽板２００を搬入した基板収納部１１の位置を特定する情報を記憶する必要はない。

また、熱処理装置１は、基板１００を加熱処理するものに限らず、基板１００を冷却処理するものであってもよい。

さらに、搬入コンベア２及び搬出コンベア３は、搬送ローラに代えて搬送ベルト又は搬送チェーンを用いることもできる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−熱処理装置
２−搬入コンベア（搬入機構）
３−搬出コンベア（搬出機構）
４−第１ラック
５−第２ラック
６−搬送ロボット
１１−基板収納部
１００−基板
２００−遮蔽板

Claims (5)

1. 内部に複数の基板収納部を備え、前記複数の基板収納部の各々に収納した基板に熱処理を施す熱処理装置と、
   未処理の基板を受入位置に供給する搬入機構と、
   処理済みの基板を取出位置から排出する搬出機構と、
   低熱容量の材料からなる遮蔽板を収納する遮蔽板ラックと、
   前記受入位置から前記複数の基板収納部の各々へ順に基板を搬入する基板搬入、前記複数の基板収納部の各々から順に前記取出位置へ基板を搬出する基板搬出、前記遮蔽板ラックから前記複数の基板収納部の何れかへ遮蔽板を搬入する遮蔽板搬入、前記複数の基板収納部の何れかから遮蔽板を搬出する遮蔽板搬出を行う搬送ロボットと、
   一定の周期で前記基板搬入及び前記基板搬出を順に行うように前記搬送ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記基板搬入時にｎ（ｎは１以上の自然数）回連続して前記受入位置で前記搬送ロボットが基板を受け取らなかった場合に前記基板搬入に代えて前記遮蔽板搬入を行うように前記搬送ロボットの動作を制御する基板熱処理システム。
2. 前記基板搬入に代えて前記遮蔽板搬入を行うように前記搬送ロボットの動作を制御するための前記搬送ロボットが基板を受け取らなかった連続回数の設定を受け付ける操作部と、前記操作部で設定された連続回数を記憶する記憶部と、を備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶されている回数連続して前記受入位置で前記搬送ロボットが基板を受け取らなかった場合に前記基板搬入に代えて前記遮蔽板搬入を行う請求項１に記載の基板熱処理システム。
3. 前記熱処理装置を複数備えた請求項１又は２に記載の基板熱処理システム。
4. 前記遮蔽板ラックを前記搬入機構の上部に配置した請求項１乃至３の何れかに記載の基板熱処理システム。
5. 前記搬出機構の上部に排出ラックを配置するとともに、
   前記制御部は、前記複数の基板収納部のうちで遮蔽板を搬入した基板収納部を記憶しておき、前記基板搬出時に搬出した遮蔽板を前記排出ラックに収納するように搬送ロボットの動作を制御する請求項１乃至４の何れかに記載の基板熱処理システム。

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