(57)【要約】【課題】ＴＦＴ用熱処理装置においてフットプリントおよびメンテナンス性を改善し、スループットを向上させること。【解決手段】この熱処理装置は、大別して３つのセクション、つまりカセットステーション１０、ローダ／アンローダ部１２および熱処理ユニット群１４に分割される。熱処理ユニット群１４は、Ｘ方向に直線状に延びる熱処理ユニット２２をたとえば２段×２列のレイアウトで多段かつ並列に配置している。各熱処理ユニット２２は、３つのモジュールつまりプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６およびロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８をゲート機構３０，３２を挟んでＸ方向一列に接続している。トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６内には両隣のモジュール（Ｐ／Ｍ）２４，（ＬＬ／Ｍ）２８に出入り可能な基板搬送装置が設けられている。【選択図】　　図１
2004018215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能な処理室内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理部と、
前記処理部で前記処理を受ける前または受けた後の前記基板を一時的に留め置くためのロードロック室と、
前記処理部の処理室と前記ロードロック室との間で両室にそれぞれ第１および第２のゲート機構を介して隣接し、前記基板の搬入または搬出のため両室に出入り可能な第１の搬送手段を設けた搬送室と
を有し、前記処理部、前記搬送室および前記ロードロック室を水平方向にほぼ直線的に配置して１つの処理ユニットとし、前記処理ユニットを鉛直方向に複数多段に配置してなるＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項２】
前記処理ユニットを水平方向に複数平行に並べて配置してなる請求項１に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項３】
前記基板を出し入れ可能に収納するカセットを所定の位置に置いておくステーションと、
前記ステーション上の前記カセットと各々の前記処理ユニットにおける前記ロードロック室との間で前記基板を搬送するための第２の搬送手段と
を有する請求項１または２に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項４】
前記処理部が、前記処理室に所望のガスを導入するためのガス導入口と室内のガスを排気するための排気口とを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項５】
前記処理部が、前記基板を短時間で熱処理するための急速加熱手段を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項６】
前記急速加熱手段が、前記基板の被処理面全体にほぼ垂直に放射熱を与えるための放熱手段を有する請求項５に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項７】
前記処理部が前記処理室内に前記基板をほぼ水平な姿勢で載置して支持するための支持部材を有し、前記支持部材が前記基板と接触するために前記基板に対して相対的に滑動可能な滑動部材を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項８】
前記第１の搬送手段が、前記基板をほぼ水平な姿勢で支持するための高耐熱性材からなる搬送アームと、前記基板と接触するために前記搬送アームに固定取付された石英からなる接触部材とを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項９】
前記ロードロック室が、前記処理を受ける前の前記基板を留め置くための第１の室と前記処理の済んだ前記基板を留め置くための第２の室とを上下多段に配置してなる請求項１〜８のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１０】
前記第２の室内で前記基板を強制的に冷却するための冷却機構を有する請求項９に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１１】
密閉可能な空間内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理室と、
前記処理室内で前記基板をほぼ水平な姿勢で載せて支持するための支持部材とを具備し、前記支持部材が前記基板と接触するために前記基板に対して相対的に滑動可能な滑動部材を有するＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１２】
前記滑動部材が石英からなる請求項７または１１に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１３】
前記滑動部材が遷移金属からなる請求項７または１１に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１４】
前記滑動部材が一定位置で任意の方向に回転自在に支持された球体である請求項７，１１，１２または１３のいずれか一項に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１５】
密閉可能な空間内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理室と、
前記処理室に隣接して前記処理室に出入り可能に設けられ、前記基板をほぼ水平な姿勢で支持するための高耐熱性材からなる搬送アームと、前記基板と接触するために前記搬送アームに固定取付された石英からなる接触部材とを有する搬送手段と
を有するＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１６】
前記高耐熱性材が炭化ケイ素（ＳｉＣ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である請求項８または１５に記載のＴＦＴ用熱処理装置。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱処理装置を用いてガラス基板に所定の熱処理を施すための熱処理方法であって、
前記処理部の処理室および前記搬送室の室内に酸素濃度の制御された所望の雰囲気を形成する第１のステップと、
前記ロードロック室の前記搬送室とは反対側に設けられる第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記基板を前記ロードロック室に搬入する第２のステップと、
前記基板の搬入後に前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第３のステップと、
前記ロードロック室と前記搬送室との間の前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記ロードロック室から搬出する第４のステップと、
前記搬送室と前記処理部との間の前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記処理部の処理室に搬入する第５のステップと、
前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記熱処理を実行する第６のステップと、
前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記処理部から搬出する第７のステップと、
前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記ロードロック室に搬入する第８のステップと、
前記基板の前記ロードロック室への搬入後に前記第２のゲート機構を開状態から閉状態に切り換える第９のステップと、
前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室より前記基板を搬出する第１０のステップと
を有する熱処理方法。
【請求項１８】
前記第６のステップは、前記処理室内で前記基板を予備加熱無しに６５０゜Ｃ〜７００゜Ｃの温度で急速加熱する請求項１７に記載の熱処理方法。
【請求項１９】
前記第８のステップの最中に前記第１のゲート機構を開状態から閉状態に切り換える請求項１６または１７に記載の熱処理方法。
【請求項２０】
請求項１０または１１に記載の熱処理装置を用いてガラス基板に前記熱処理を施すための熱処理方法であって、
前記処理部の処理室および前記搬送室の室内に酸素濃度の制御された所望の雰囲気を形成する第１のステップと、
前記ロードロック室の前記搬送室とは反対側に設けられる第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で第１の基板を前記ロードロック室の第１の室に搬入する第２のステップと、
前記第１の基板の搬入後に前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第３のステップと、
前記ロードロック室と前記搬送室との間の前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記ロードロック室の第１の室から搬出する第４のステップと、
前記搬送室と前記処理部との間の前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記処理部の処理室に搬入する第５のステップと、
前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で第２の基板を前記ロードロック室の第１の室に搬入する第６のステップと、
前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記第１の基板に対する前記熱処理を実行する第７のステップと、
前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第８のステップと、
前記第１の基板に対する前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構および前記第２のゲート機構をそれぞれ開状態にする第９のステップと、
前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記処理部から搬出して前記ロードロック室の第２の室に搬入する第１０のステップと、
前記第１の搬送手段により前記第２の基板を前記ロードロック室の第１の室から搬出して前記処理部の処理室に搬入する第１１のステップと、
前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室の第２の室より前記第１の基板を搬出する第１２のステップと、
前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記第２の基板に対する前記熱処理を実行する第１３のステップと、
前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第１４のステップと、
前記第２の基板に対する前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構および前記第２のゲート機構をそれぞれ開状態にする第１５のステップと、
前記第１の搬送手段により前記第２の基板を前記処理部から搬出して前記ロードロック室の第２の室に搬入する第１６のステップと、
前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室の第２の室より前記第２の基板を搬出する第１７のステップと
を有する熱処理方法。
【請求項２１】
前記第６のステップを前記第５のステップの最中に行う請求項２０に記載の熱処理方法。
【請求項２２】
前記第８のステップを前記第７のステップの最中に行う請求項２０または２１に記載の熱処理方法。
【請求項２３】
前記第１２のステップを前記第１１のステップの最中に行う請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【請求項２４】
前記第１４のステップを前記第１３のステップの最中に行う請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板に熱処理を施すためのＴＦＴ製造プロセス用の熱処理装置および方法に係わり、特に大型基板（フラット・パネル・ディスプレイ：以下ＦＰＤという）の熱処理に好適な装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の製造プロセスでは、酸化、拡散、アニール、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の工程で熱処理が用いられている。従来のＴＦＴ用熱処理装置は、概してクラスタ型の処理システムに組み込まれる。クラスタ型システムは、中心部にトランスファ・チャンバを配置し、このトランスファ・チャンバの周りにロードロック・チャンバや所望のプロセス・チャンバを放射状に配置する。ＴＦＴ用熱処理装置は、そのようなプロセス・チャンバの一部または全部として１台または複数台設けられる。トランスファ・チャンバ内には、周りの各チャンバに出入り可能に構成された旋回可能かつ伸縮可能な搬送アームを有する搬送装置が設けられる。該搬送アームの基板支持部またはエンド・エフェクタは、アルミニウムやカーボン材で構成されている。被処理基板つまりガラス基板は、トランスファ・チャンバを経由してチャンバ間を搬送される。熱処理装置では、基板に熱エネルギーが付与されて、所定の熱処理が行われる。
【０００３】
加熱炉または反応管を用いて熱処理を行う従来のＴＦＴ用熱処理装置では、ガラス基板へのダメージを防止するため、基板を低温状態の炉にローディングし、ローディング後に炉内の温度を所望の加熱温度まで除除に上げていく方法が常用されている。また、加熱温度が比較的高いときは、別に設けた予備加熱室で基板を適当な中間温度まで加熱してから高温状態の炉にローディングする方法も行われている。
【０００４】
また、ホットプレートを用いる熱処理装置では、本出願人により特開平１−２０９７２２号公報および特開平２−３９１０号公報で開示されるように、熱処理後に被処理基板を効果的に冷却すべく、基板を発熱体またはホットプレートから離間させて棒状体により支持する方法が行われている。
【０００５】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、クラスタ型システムは、スループットとフットプリントの面で大きな制限がある。つまり、クラスタ型システムでは、プロセスチャンバの設置台数は４〜５台が限度である。トランスファ・チャンバの平面形状を高次の多角形にして（たとえば８角形以上にして）プロセス・チャンバの増設を図ることも可能であるが、トランスファ・チャンバの大面積化または大径化を伴ない、システムの設置面積が著しく増すばかりか、基板搬送の機構や動作が煩雑化・低効率化し、実用的ではない。また、プロセス・チャンバが放射状に分散配置されるため、メンテナンスが不便である。
【０００６】
また、クラスタ型システムでは、トランスファ・チャンバ内の搬送装置が１台で全てのチャンバにおける基板搬入出動作を司るため、基板投入速度またはレートが低いだけでなく、搬送装置の故障の際にはシステム内の全てのプロセスを停止させなければならないという欠点もある。
【０００７】
また、加熱炉を用いる上記のような従来のＴＦＴ用熱処理装置は、基板の温度を常温から設定温度まで加熱するに際して、炉内の昇温に長い時間を要したり、予備加熱に特別の加熱機構や搬送動作を必要としており、いろいろと効率性が低かった。また、急速加熱のプロセスを実施するのが難しかった。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、フットプリントおよびメンテナンス性を改善するＴＦＴ用熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の別の目的は、スループットを向上させるＴＦＴ用熱処理装置および熱処理方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、高温プロセスまたは急速熱処理に用いて好適なＴＦＴ用熱処理装置および熱処理方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、ガラス基板の大型化に有利に対応できるＴＦＴ用熱処理装置および熱処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のＴＦＴ用熱処理装置は、密閉可能な処理室内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理部と、前記処理部で前記処理を受ける前または受けた後の前記基板を一時的に留め置くためのロードロック室と、前記処理部の処理室と前記ロードロック室との間で両室にそれぞれ第１および第２のゲート機構を介して隣接し、前記基板の搬入または搬出のため両室に出入り可能な第１の搬送手段を設けた搬送室とを有し、前記処理部、前記搬送室および前記ロードロック室を水平方向にほぼ直線的に配置して１つの処理ユニットとし、前記処理ユニットを鉛直方向に複数多段に配置してなる構成とした。
【００１３】
本発明のＴＦＴ用熱処理装置では、処理部、搬送室およびロードロック室を第１および第２のゲート機構を介して直線的に連結してなるライン状の処理ユニットを複数多段に配置する構成により、機能的な分散化と空間的な集積化を同時に実現することができる。
【００１４】
本発明のＴＦＴ用熱処理装置において、一層の集約化を図るため、好ましくは、処理ユニットを水平方向に複数平行に並べて配置してなる構成としてよい。
【００１５】
また、装置全体のスループットを向上させるための好ましい一態様として、基板を出し入れ可能に収納するカセットを所定の位置に置いておくステーションと、このステーション上のカセットと各々の処理ユニットにおけるロードロック室との間で基板を搬送するための第２の搬送手段とを有する構成としてよい。
【００１６】
また、処理部の好ましい一態様として、処理室に所望のガスを導入するためのガス導入口と室内のガスを排気するための排気口とを有する構成としてもよい。また、基板を短時間で熱処理するための急速加熱手段を設けてもよい。この場合、好ましくは、急速加熱手段が、基板の被処理面全体にほぼ垂直に放射熱を与えるための放熱手段を有してよい。
【００１７】
また、基板に対するダメージを防止するための好ましい一態様として、処理部が処理室内に基板をほぼ水平な姿勢で載置して支持するための支持部材を有し、この支持部材が基板と接触するために基板に対して相対的に滑動可能な滑動部材を有する構成としてもよい。
【００１８】
また、基板に対するダメージを防止するための好ましい一態様として、第１の搬送手段が基板をほぼ水平な姿勢で支持するための高耐熱性材からなる搬送アームと、基板と接触するために搬送アームに固定取付された石英からなる接触部材とを有してよい。
【００１９】
また、ロードロック室の好ましい一態様として、処理を受ける前の基板を留め置くための第１の室と処理の済んだ基板を留め置くための第２の室とを上下多段に配置してなる構成としてよい。この場合、第２の室内で基板を強制的に冷却するための冷却機構を有してよい。
【００２０】
本発明の第２のＴＦＴ用熱処理装置は、密閉可能な空間内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理室と、この処理室内で基板をほぼ水平な姿勢で載せて支持するための支持部材とを具備し、この支持部材が基板と接触するために基板に対して相対的に滑動可能な滑動部材を有する。
【００２１】
上記第１および第２のＴＦＴ用熱処理装置において、好ましくは、滑動部材が石英あるいは遷移金属からなるものでよい。また、滑動部材が一定位置で任意の方向に回転自在に支持された球体であってよい。
【００２２】
本発明の第３のＴＦＴ用熱処理装置は、密閉可能な空間内でガラス基板に所定の熱処理を施すための処理室と、前記処理室に隣接して前記処理室に出入り可能に設けられ、基板をほぼ水平な姿勢で支持するための高耐熱性材からなる搬送アームと、基板と接触するために前記搬送アームに固定取付された石英からなる接触部材とを有する搬送手段とを有する。
【００２３】
上記第１および第２のＴＦＴ用熱処理装置において、好ましくは、上記高耐熱性材が炭化ケイ素（ＳｉＣ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であってよい。
【００２４】
本発明の第１の熱処理方法は、本発明の熱処理装置を用いてガラス基板に所定の熱処理を施すための熱処理方法であって、前記処理部の処理室および前記搬送室の室内に酸素濃度の制御された所望の雰囲気を形成する第１のステップと、前記ロードロック室の前記搬送室とは反対側に設けられる第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記基板を前記ロードロック室に搬入する第２のステップと、前記基板の搬入後に前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第３のステップと、前記ロードロック室と前記搬送室との間の前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記ロードロック室から搬出する第４のステップと、前記搬送室と前記処理部との間の前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記処理部の処理室に搬入する第５のステップと、前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記熱処理を実行する第６のステップと、前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記処理部から搬出する第７のステップと、前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記基板を前記ロードロック室に搬入する第８のステップと、前記基板の前記ロードロック室への搬入後に前記第２のゲート機構を開状態から閉状態に切り換える第９のステップと、前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室より前記基板を搬出する第１０のステップとを有する。
【００２５】
また、本発明の第２の熱処理方法は、本発明の熱処理装置を用いてガラス基板に前記熱処理を施すための熱処理方法であって、前記処理部の処理室および前記搬送室の室内に酸素濃度の制御された所望の雰囲気を形成する第１のステップと、前記ロードロック室の前記搬送室とは反対側に設けられる第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で第１の基板を前記ロードロック室の第１の室に搬入する第２のステップと、前記第１の基板の搬入後に前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第３のステップと、前記ロードロック室と前記搬送室との間の前記第２のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記ロードロック室の第１の室から搬出する第４のステップと、前記搬送室と前記処理部との間の前記第１のゲート機構を開状態にして前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記処理部の処理室に搬入する第５のステップと、前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で第２の基板を前記ロードロック室の第１の室に搬入する第６のステップと、前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記第１の基板に対する前記熱処理を実行する第７のステップと、前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第８のステップと、前記第１の基板に対する前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構および前記第２のゲート機構をそれぞれ開状態にする第９のステップと、前記第１の搬送手段により前記第１の基板を前記処理部から搬出して前記ロードロック室の第２の室に搬入する第１０のステップと、前記第１の搬送手段により前記第２の基板を前記ロードロック室の第１の室から搬出して前記処理部の処理室に搬入する第１１のステップと、前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室の第２の室より前記第１の基板を搬出する第１２のステップと、前記第１のゲート機構を閉状態にして前記処理部において前記第２の基板に対する前記熱処理を実行する第１３のステップと、前記第３のゲート機構を閉状態にして前記ロードロック室内の大気ガスを不活性ガスで置換する第１４のステップと、前記第２の基板に対する前記熱処理の終了後に前記第１のゲート機構および前記第２のゲート機構をそれぞれ開状態にする第１５のステップと、前記第１の搬送手段により前記第２の基板を前記処理部から搬出して前記ロードロック室の第２の室に搬入する第１６のステップと、前記第２のゲート機構を閉状態にし、次いで前記第３のゲート機構を開状態にして大気空間の下で前記ロードロック室の第２の室より前記第２の基板を搬出する第１７のステップとを有する。
【００２６】
好ましくは、前記第６のステップを前記第５のステップの最中に行ってよい。また、前記第８のステップを前記第７のステップの最中に行ってよい。また、前記第１２のステップを前記第１１のステップの最中に行ってよい。また、前記第１４のステップを前記第１３のステップの最中に行ってよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１および図２に本発明の一実施形態によるＴＦＴ用熱処理装置の全体構成を示す。図１は装置の略側面図、図２は略平面図である。
【００２８】
このＴＦＴ用熱処理装置は、ＴＦＴ等の製造プロセスにおいて酸化、拡散、アニール、熱ＣＶＤ等の熱処理を急速加熱方式で行う大型基板対応装置として構成されており、クリーンルームに設置される。
【００２９】
この熱処理装置は、大別して３つのセクション、つまりカセットステーション１０、ローダ／アンローダ部１２および熱処理ユニット群１４に分割される。
【００３０】
カセットステーション１０には水平方向たとえば図示のＹ方向に延在するカセット載置台１６が設けられ、このカセット載置台１６の上にカセット（またはキャリア）ＣＲが１個または複数個並べて載置される。カセットＣＲは、被処理基板としてガラス基板Ｇを垂直方向に所定の間隔を空けて水平姿勢で複数多段に収容し、一側面の開口から任意に出し入れできるように構成されている。ガラス基板Ｇの基板サイズは、たとえば７３０ｍｍ×９２０ｍｍであってよい。たとえばＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＲＧＶ（Ｒａｉｌ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の無人搬送車（図示せず）がカセットステーション１０にアクセスして、処理前の基板Ｇを収容するカセットＣＲを所定のカセット載置台１６にセットし、あるいは処理済みの基板Ｇを収容するカセットＣＲを所定のカセット載置台１６から搬出するようになっている。
【００３１】
ローダ／アンローダ部１２は、カセットステーション１０と熱処理ユニット群１４との間で基板Ｇを１枚ずつ搬送するための基板搬送機構１８を備えている。この基板搬送機構１８は、カセットステーション１０のカセット配列方向（Ｙ方向）に沿って移動可能な搬送体１９と、この搬送体１９に搭載され鉛直方向（Ｚ方向）、旋回方向（θ方向）およびＹ方向と直交する水平方向（Ｘ方向）に移動可能なピンセット２０とを有している。ピンセット２０は、所望のカセットＣＲに所望の高さ位置で正面からアクセスして、カセットＣＲ内の該当の基板収納位置から１枚の基板Ｇを取り出し、または該当の基板収納位置に１枚の基板Ｇを挿し込みできるようになっている。
【００３２】
熱処理ユニット群１４は、Ｘ方向に直線状に延びる熱処理ユニット２２をたとえば２段×２列のレイアウトで多段かつ並列に配置している。各熱処理ユニット２２は、３つのモジュールつまりプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６およびロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８をゲート機構３０，３２を挟んでＸ方向一列に接続している。
【００３３】
より詳細には、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の基板搬入出口は、シャッタ３０を介してトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の一方の基板搬入出口と接続される。トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の他方（反対側）の基板搬入出口は、ゲートバルブ３２を介してロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の一方の基板搬入出口と接続される。ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の他方（反対側）の基板搬入出口は、ゲートバルブ３２を介してローダ／アンローダ部１２に臨んでいる。
【００３４】
トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６はボックス形状の搬送室であり、図１に示すように、基板搬送装置３５を設けている。この基板搬送装置３５は、旋回可能かつ昇降可能なベース部３６と、このベース部３６上で前後に進退または伸縮可能な搬送アーム３８とを有している。搬送アーム３８は、基板Ｇを載せて支持するための左右一対のアーム部３８ａ，３８ｂ（図９，図１０）を有し、開状態のシャッタ３０を通ってプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の室内に出入りできるとともに、開状態のゲートバルブ３２を通ってロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の室内にも出入りできるようになっている。
【００３５】
熱処理ユニット２２を構成する各モジュール（Ｐ／Ｍ）２４、（Ｔ／Ｍ）２６、（ＬＬ／Ｍ）２８はフレーム構造のラック３９に着脱可能に取り付けられている。このラック３９は、一列単位で上下各段の熱処理ユニット２２，２２に共有される。図示の例は２段式のラック構造であるが、熱処理ユニット２２を３段積む場合は３段式のラック構造を用いる。ラック３９の側面は開口しているので、この開口部から各モジュールや各ゲート機構のメンテナンス等を行うことができる。このため、Ｙ方向における熱処理ユニット２２の列間スペースは、人（メンテナンス作業員）が入れるほどの間隔があれば充分である。
【００３６】
図１に示すように、ラック３９には、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４をＸ方向に案内するためのレール部材４０も取り付けられている。プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の下面には、レール部材４０上で転動可能な足車４２が取り付けられている。ローダ／アンローダ部１２からみてラック３９の反対側の側面には、たとえば蝶番式に垂直位置（実線で示す位置）と水平位置（鎖線で示す位置）との間で開閉移動可能なモジュール搬送台４４が取り付けられている。このモジュール搬送台４４は、定常時は垂直位置または姿勢でラック３９に納まり、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の取り外しまたは装着の際にはラック３９から外に水平に突き出た姿勢となる。そして、モジュール搬送台４４は水平姿勢にて昇降駆動部（図示せず）により昇降移動可能であり、各段のユニットにおけるレール部材４０の高さ位置に合わせられるようになっている。こうして、モジュール搬送台４４の上を走らせるようにしてプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４を容易にラック３９に出し入れすることができる。モジュール搬送台４４の上面または内側面にラック３９側のレール部材４０と接続可能なレール部材（図示せず）を設ける構成も可能である。
【００３７】
上記のようなラック３９およびモジュール搬送台４４の構成は、この実施形態と同様のモジュール組立て構造を採用する任意の熱処理ユニットないし熱処理装置に適用可能である。
【００３８】
各熱処理ユニット２２において、各モジュール（Ｐ／Ｍ）２４、（Ｔ／Ｍ）２６、（ＬＬ／Ｍ）２８の室内は、酸素濃度の制御された不活性ガスの雰囲気を形成できるようになっている。
【００３９】
図３に、モジュール内の雰囲気を制御するためのガス供給排気システムの一例を示す。このシステムでは、窒素（Ｎ２）ガス供給部４６が不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスをプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４およびロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に供給し、排気部４８，５０がトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６およびロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８より排気するようにしている。トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６への窒素ガスの供給およびプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の排気は、シャッタ３０を開状態にして両モジュールの室内を連通させることで対応（実現）できる。トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６には室内の酸素（Ｏ２）濃度を検出するためのＯ２センサ（図示せず）が設けられ、該Ｏ２センサの出力信号に基づいてＯ２濃度検出部５２がトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６ないしプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の室内のＯ２濃度値を求める。窒素（Ｎ２）ガス供給部４６は、Ｏ２濃度検出部５２で求められたＯ２濃度値をフィードバックして窒素ガスの供給流量を制御する。
【００４０】
なお、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４に専用の排気口やＯ２センサを設けたり、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６に専用の窒素ガス導入口を設ける構成ももちろん可能である。また、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８にＯ２センサを設けて個別のＯ２濃度制御を行うことも可能である。また、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４には処理内容に応じて任意のプロセスガスを供給することができる。
【００４１】
次に、図４〜図８につきプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の構成および機能を詳細に説明する。プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４は急速加熱用の熱処理部として構成されており、直方体形状の箱型ハウジング５０を有し、図４および図５に示すように、このハウジング５０に反応管５２および抵抗加熱ヒータ５４を内蔵している。
【００４２】
反応管５２はたとえば石英からなり、扁平な略六面体形状に形成され、熱処理室を形成する。反応管５２の前端部（基板出入り口）はハウジング５０の外に出てシャッタ３０に気密に接続されている。反応管５２の後背面にはガス供給管５１が接続されており、後背面から所定の間隔を空けて垂直面の隔壁５３が形成されている。ガス供給管５１の他端は窒素ガス供給部４６（図３）に接続されてよい。隔壁５３には複数の通気孔５３ａが形成されており、ガス供給管５１より導入されたＮ２ガスは隔壁５３の通気孔５３ａを通り抜けて反応管５２の室内に拡散する。この構成例では、反応管５２の前端部（基板出入り口）が排気口を兼ねており、シャッタ３０を開状態にして反応管５２内のガスを隣のトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６側に排気することができる。
【００４３】
抵抗加熱ヒータ５４は、反応管５２の上面、下面、左右両側面にそれぞれ隣接して対向する面状の上面抵抗加熱部５６、下面抵抗加熱部５８、左側面抵抗加熱部６０および右側面抵抗加熱部６２を有している。各面状抵抗加熱部５６〜６２は、ジュール熱により放射熱を発生して、反応管５２内の基板Ｇを加熱する。各面状抵抗加熱部６６〜６２の放熱面の前には、たとえば高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる均熱板または熱拡散板６４が設けられている。各面状抵抗加熱部５６〜６２の側面および背面は、たとえばセラミックからなる断熱部材６６で囲まれている。ハウジング５０はたとえばステンレス鋼からなる。
【００４４】
各面状抵抗加熱部５６〜６２は、図示省略するが、たとえばセラミックからなる芯棒（コア）にたとえば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）からなる抵抗発熱線や、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）とアルミニウム（Ａｌ）の合金線であるカンタル（商品名）線等の抵抗発熱線を一定のピッチまたはリードで巻き付けたコイル状の抵抗発熱素子を平面状（二次元方向）に多数配列してなるものでよい。
【００４５】
上面抵抗加熱部５６および下面抵抗加熱部５８は、基板Ｇに均一に垂直方向の放射熱を与えるように長手方向（Ｘ方向）でゾーン分割してもよい。たとえば、チャンバ入口側から見て前後方向（Ｘ方向）にフロントゾーン、ミドルゾーンおよびリアゾーンの３つのゾーンに分割し、各ゾーン別に独立した通電制御を行うようにしてもよい。
【００４６】
図６に、抵抗加熱ヒータ５４の通電制御系統の構成例を示す。この構成例では、上面抵抗加熱部５６および下面抵抗加熱部５８には共通の温調用スイッチング回路たとえばＳＳＲ（ソリッド・ステート・リレー）６８が充てられ、左側面抵抗加熱部６０および右側面抵抗加熱部６２にはそれぞれ個別のＳＳＲ７０，７２が充てられる。各ＳＳＲは、制御回路７４の制御の下でスイッチング（オン・オフ）動作して、交流電源７６からの電力を各抵抗加熱部に供給する。制御回路７４は、各抵抗加熱部（５６，５８）、６０，６２の発熱温度（制御量）を反応管５２に取り付けた熱電対ＴＣａ，ＴＣｂ，ＴＣｃを通してフィードバックし、各設定値に一致するように各ＳＳＲ６８，７０，７２をオン・オフ制御する。基板加熱温度を高温域たとえば２００゜Ｃ〜９００゜Ｃ、好ましくは６５０゜Ｃ〜７００゜Ｃの範囲内に設定するときは、反応管５２内に基板Ｇを搬入する前だけでなく搬入後も加熱温度を高温域の設定値に維持するようにフィードバック制御を行ってよい。また、上記のように上面抵抗加熱部５６および下面抵抗加熱部５８をゾーン分割する場合は、ゾーン毎に個別のＳＳＲを通じて発熱温度の制御を行ってよい。一方で、制御回路７４は、メインコントローラ（図示せず）と抵抗加熱ヒータ５６の通電制御に関係する所要の信号またはデータをやりとりする。
【００４７】
図４および図５において、反応管５２内の底面には、長手方向（Ｘ方向）に延びる突条の支持部８０が幅方向（Ｙ方向）に適当な間隔を空けて複数本たとえば２本固定されている。これらの突条支持部８０は、高耐熱性材たとえば石英、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３からなる。各突条支持部８０には長手方向に所定のピッチで基板支持ピン８２が複数本（図示の例では７本）植設または立設されている。
【００４８】
各基板支持ピン８２は、図７に明示するように、基板Ｇと接触するために基板Ｇに対して相対的に滑動可能な球体８４と、この球体８４を半球状の凹面にて任意の方向に滑動または回転可能に保持する保持部（砲金）８６とを有する。球体８４の材質は石英である。保持部８６の材質は、石英でもよいが、球体８４の円滑な回転移動を保証するうえでは異種の高耐熱性材（熱伝導率の低い材質）たとえばＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３であってよい。
【００４９】
このように、この実施形態のプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４では、反応管５２内の底部に、基板Ｇに対して相対的に任意の方向に滑動可能な球体８４を有する複数本の基板支持ピン８２を所定のレイアウトで離散的に固定配置し、これらの基板支持ピン８２に基板Ｇをほぼ水平な姿勢で載置する。この実施形態の急速加熱処理に際しては、基板Ｇが予備加熱無しに常温状態でプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応管５２に搬入され、基板支持ピン８２の上に載置される。反応管５２の中は最初から設定加熱温度下（たとえば６５０゜Ｃ〜７００゜Ｃ）にあるため、常温状態でローディングされた基板Ｇは大きな熱的ショックないしストレスを受け、急激に膨張変形する。このとき、基板支持ピン８２に載置されている基板Ｇは、球体８４の滑動作用により支障なく膨張変形することができ、基板支持ピン８２との接触部位付近にダメージを受けなくて済む。また、球体８４は石英で構成されているため、高温下で安定しており、コンタミネーションの問題もない。
【００５０】
なお、石英に代えて、球体８４の材質を遷移金属、好ましくは４族の遷移金属またはその合金としても同様の効果が得られ、特に好ましい材質はＺｒ（ジルコニウム）またはＺｒＯ２またはＺｒを含む合金である。
【００５１】
図８に、基板支持ピン８２の一変形例を示す。この変形例では、円柱体８４’で滑動体を構成し、保持部８６’の滑動保持面を半円筒状の凹面に形成している。かかる構成の支持ピンによれば、円柱体８４’の回転可能な一方向（たとえば長手方向）において基板を相対的に滑動可能に支持することができる。
【００５２】
図９および図１０に、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６に設けられる基板搬送装置３５の構成を示す。この基板搬送装置３５では、搬送アーム３８の両アーム部３８ａ，３８ｂの上面つまり基板載置面に基板Ｇと接触するための支持ピン８８を所定の間隔を置いて多数取付し、各支持ピン８８を石英で構成している。また、両アーム部３８ａ，３８ｂの先端に基板Ｇの長手方向の位置ずれを防止するためのストッパピン９０を取付し、このストッパピン９０も石英で構成している。アーム部基端側にも同様のストッパピン（図示せず）を設けてもよい。また、両アーム部３８ａ，３８ｂを高耐熱性材たとえばＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３で構成している。図示の構成例では、アーム部３８ａ，３８ｂを中空管に形成し、アーム部上面に穿孔した取付穴９２に支持ピン８８およびストッパピン９０の胴部を差し込んで固定している。アーム部３８ａ，３８ｂを中実体で構成することも可能である。支持ピン８８の頭部は彎曲した頂面を有し、たとえば半球体に形成されてよい。また、ストッパピン９０は彎曲した側面を有し、たとえば円柱体に形成されてよい。
【００５３】
この基板搬送装置３５において、隣のプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４に基板Ｇを搬入／搬出する際には、ベース部３６上で搬送アーム３８が前後方向に進退または伸縮してプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応管５２に出入りする。上記のように、両アーム部３８ａ，３８ｂ自体が高耐熱性つまり熱伝導率の低い材質（ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３）で構成され、基板Ｇと直接接触する支持ピン８８およびストッパピン９０がより一層の高耐熱性材である石英で構成されている。このため、搬入時には常温状態の基板Ｇを反応管５２内の高温雰囲気中に急激に挿入することになり、搬出時には常温状態のアーム部３８ａ，３８ｂで高温状態の基板Ｇを受け取ることになるが、搬送アーム３８側から基板Ｇの接触部位に与える熱的影響を可及的に小さくすることができる。
【００５４】
図１および図２において、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の室内には、図示省略するが、基板Ｇを載置して留め置くための、たとえば複数本の支持ピンからなる基板載置部が設けられている。これらの支持ピンも、熱伝導率の低い材質、好ましくは石英で構成されてよい。好適な一態様として、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８を上下多段たとえば２段の室に分割し、たとえば下段の室を基板搬入用に充て、上段の室を基板搬出用に充てることができる。基板搬出側の室（上段室）には水冷または空冷式の冷却機構（図示せず）を設けてもよい。このような多段室構成により、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内に複数枚の基板Ｇを同時に留め置くことができる。
【００５５】
次に、図１１および図１２につき、この実施形態の各熱処理ユニット２２における全体の動作手順を説明する。なお、以下に説明する手順はメインコントローラまたはシステムコントローラによって制御される。
【００５６】
図１１には、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８を一室構成とした場合の手順を示す。処理の前提として、カセットステーション１０（Ｌ／Ｍ）には未処理の基板Ｇを収納するカセットＣＲがセットされる。また、各熱処理ユニット２２において、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４とトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の室内は、上記のようなガス供給排気システム（図３）により所定の酸素濃度雰囲気に維持されている。
【００５７】
ローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８は、カセットステーション１０（Ｌ／Ｍ）上のカセットＣＲから１枚の未処理基板Ｇを取り出すと、ピンセット２０を約１８０゜旋回させてから、該当の熱処理ユニット２２の前まで移動してくる。この基板搬送動作にタイミングを合わせて、該熱処理ユニット２２においてゲートバルブ３４（ＧＶ１）が開状態となり（ステップＳ１）、基板搬送機構１８は大気空間の下で基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に搬入する（ステップＳ２）。搬入後に、ゲートバルブ３４（ＧＶ１）が閉じて、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８は密閉される（ステップＳ３）。次いで、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の大気ガスはガス供給排気システム（図３）によりＮ２ガスで置換される（ステップＳ４）。Ｎ２置換の完了後にゲートバルブ３２（ＧＶ２）が開状態となる（ステップＳ５）。
【００５８】
こうして、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８とトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６とが開状態のゲートバルブ３２（ＧＶ２）を介して連通する。この状態の下で、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６側の基板搬送装置３５が基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８からプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４へ搬送する（ステップＳ６）。より詳細には、基板搬送装置３５の搬送アーム３８が、先ずロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の室内に入って基板載置台から基板Ｇを受け取り、次にトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６に後退してからベース部３６と一体に約１８０゜旋回する。この間に、シャッタ３０（ＳＨ）が開いて（ステップＳ７）、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６とプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４も連通する。これにより、基板搬送装置３５の搬送アーム３８は、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応管５２の中に進入して、基板Ｇを基板支持ピン８２の上に速やかにローディングすることができる。
【００５９】
プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４への基板Ｇの搬入が済むと、シャッタ３０（ＳＨ）が閉まる（ステップＳ８）。こうして、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４において、それまで常温状態であった基板Ｇに対して所定の加熱温度（たとえば６５０゜Ｃ〜７００゜Ｃ）で急速加熱処理（ＰＲＯＣＥＳＳ）が行われる（ステップＳ９）。
【００６０】
所定の処理時間が経過すると、シャッタ３０（ＳＨ）が開く（ステップＳ１０）。そうすると、外で待機していたトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６側の基板搬送装置３５が、搬送アーム３８を反応管５２の中に入れて処理済みの基板Ｇを引き取って搬出し、次いで旋回移動してから、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８へ搬入する（ステップＳ１１）。なお、基板Ｇが反応管５２から搬出された直後に、シャッタ３０（ＳＨ）が閉じる（ステップＳ１２）。
【００６１】
上記のようにしてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に処理済みの基板Ｇが搬入されると、直後にゲートバルブ３２（ＧＶ２）が閉じる（ステップＳ１３）。これによって、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６からロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８が遮断される。基板Ｇは、基板搬送装置３５による搬送の間に温度を相当下げるが、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の停留によってさらに温度を下げる。そして、所定時間後にゲートバルブ３４（ＧＶ１）が開く（ステップＳ１４）。外ではローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８が待機しており、開状態のゲートバルブ３４（ＧＶ１）を通して大気空間の下でロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８から処理済みの基板Ｇを取り出し、カセットステーション１０（Ｌ／Ｍ）上の該当カセットＣＲへ移送する（ステップＳ１５）。
【００６２】
後続の未処理基板Ｇに対しても同じ処理時間をかけて上記のステップＳ１〜Ｓ１５を繰り返す。なお、図１１には各ステップの所要時間（一例）も示している。
【００６３】
図１２には、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８を多段室に構成した場合の手順を示す。この場合は、上記したようにロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に処理済み基板Ｇと未処理基板Ｇとを同時に留め置いたり、あるいは効率よく入れ替えすることができるため、相前後する２枚の基板Ｇ，Ｇに対する工程を時間的に多重化して、スループットを一層高めることができる。
【００６４】
詳細には、図１２に示すように、先行の未処理基板Ｇについてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８からプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４への搬送を行っている間に、ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉じてからゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開けて、後続の未処理基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に搬入することができる。
【００６５】
そして、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４で先行の基板Ｇに対する熱処理を行っている間に、後続の基板Ｇについてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の室内をＮ２ガスの雰囲気に置換することができる。
【００６６】
先行の基板Ｇが熱処理後にプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４からロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側の室（上段室）に搬送される時、後続の基板Ｇは搬入側の室（下段室）で待機しておくことができる。
【００６７】
そして、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の基板搬送装置３５は、先行の処理済み基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側の室（上段室）に搬入すると、それと入れ替わりに搬入側の室（下段室）から後続の未処理基板Ｇを逆行程でプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４へ搬送することができる。
【００６８】
こうして後続の未処理基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８よりプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４へ搬送する間に、ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉じてからゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開けて、先行の処理済み基板Ｇをロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８から搬出することができる。
【００６９】
なお、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４で後続の基板Ｇに対する熱処理を行っている間に、ロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８側ではゲートバルブ３４（ＧＶ１）を閉めて室内をＮ２ガスの雰囲気に置換しておいてよい。熱処理の終了後は、ゲートバルブ３２（ＧＶ２）およびシャッタ３０（ＳＨ）を開けて処理済みの基板Ｇをプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４からロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８に搬送し、次いでゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉めてから所定時間後にゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開けて基板Ｇを外へ搬出してよい。
【００７０】
図１２の手順は、要するに、下記のステップ１〜１７を含んでいる。
【００７１】
ステップ１：　プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応室５２およびトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の室内に酸素濃度の制御されたＮ２ガス雰囲気を形成する。
【００７２】
ステップ２：　ゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開状態にして大気空間の下でローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８により未処理の第１の基板Ｇ１をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬入側室（下段室）に搬入する。
【００７３】
ステップ３：　該第１の基板Ｇ１の搬入後にゲートバルブ３４（ＧＶ１）を閉状態にしてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の大気ガスをＮ２ガスで置換する。
【００７４】
ステップ４：　ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を開状態にしてトランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の基板搬送装置３５により第１の基板Ｇ１をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬入側室（下段室）から搬出する。
【００７５】
ステップ５：　シャッタ３０（ＳＨ）を開状態にして基板搬送装置３５によって第１の基板Ｇ１をプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応室５２に搬入する。
【００７６】
ステップ６：　ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉状態にし、次いでゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開状態にして大気空間の下でローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８により未処理の第２の基板Ｇ２をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の搬入側室（下段室）に搬入する。このステップ６は、上記ステップ５の最中に行うことが可能である。
【００７７】
ステップ７：　シャッタ３０（ＳＨ）を閉状態にしてプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４において第１の基板Ｇ１に対する熱処理を実行する。
【００７８】
ステップ８：　ゲートバルブ３４（ＧＶ１）を閉状態にしてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の大気ガスをＮ２ガスで置換する。このステップ８は、上記ステップ７の最中に行うことができる。
【００７９】
ステップ９：　第１の基板Ｇ１に対する熱処理の終了後にシャッタ３０（ＳＨ）およびゲートバルブ３２（ＧＶ２）を相次いで開状態にする。
【００８０】
ステップ１０：　基板搬送装置３５によりプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４から処理済みの第１の基板Ｇ１を搬出してロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側室（上段室）に搬入する。
【００８１】
ステップ１１：　基板搬送装置３５により未処理の第２の基板Ｇ２をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬入側室（下段室）から搬出してプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４の反応室５２に搬入する。
【００８２】
ステップ１２：　ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉状態にし、次いでゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開状態にして大気空間の下でローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８により処理済みの第１の基板Ｇ１をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側室（上段室）から搬出する。このステップ１２は、上記ステップ１１の最中に行うことができる。
【００８３】
ステップ１３：　シャッタ３０（ＳＨ）を閉状態にしてプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４において第２の基板Ｇ２に対する熱処理を実行する。
【００８４】
ステップ１４：　ゲートバルブ３４（ＧＶ１）を閉状態にしてロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８内の大気ガスをＮ２ガスで置換する。このステップ１４は、上記ステップ１３の最中に行うこができる。
【００８５】
ステップ１５：　第２の基板Ｇ２に対する熱処理の終了後にシャッタ３０（ＳＨ）およびゲートバルブ３２（ＧＶ２）を相次いで開状態にする。
【００８６】
ステップ１６：　トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６の基板搬送装置３５基板搬送装置３５によりプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４から処理済みの第２の基板Ｇ１を搬出してロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側室（上段室）に搬入する。
【００８７】
ステップ１７：　ゲートバルブ３２（ＧＶ２）を閉状態にし、次いでゲートバルブ３４（ＧＶ１）を開状態にして大気空間の下でローダ／アンローダ部１２の基板搬送機構１８により処理済みの第２の基板Ｇ２をロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８の搬出側室（上段室）から搬出する。
【００８８】
図１１および図１２に示すような動作は各熱処理ユニット２２毎に独立して行われる。この実施形態では、４台の熱処理ユニット２２を併設しているため、ローダ／アンローダ部１２が各ユニット２２に等しい時間間隔でアクセスできるようにユニット間で１／４タクトずつタイミングをずらして、それら４台の熱処理ユニット２２を同時稼動させることができる。仮に、１台または数台の熱処理ユニット２２が障害を起こして動作を停止しても、残りの熱処理ユニット２２およびローダ／アンローダ部１２は何等影響を受けることなく継続して運転できるため、装置全体のスループット低下を最小限に食い止めることができる。
【００８９】
また、この実施形態のＴＦＴ用熱処理装置は、プロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４、トランスファ・モジュール（Ｔ／Ｍ）２６およびロードロック・モジュール（ＬＬ／Ｍ）２８をゲート機構３０，３２を介して直線的に連結してなるライン状の熱処理ユニット２２を多段かつ並列配置して機能的な分散化と空間的な集積化を同時に実現している。たとえば、上記の構成例では４台の熱処理ユニット２２を２段×２列のレイアウトで配置したが、６台の場合は３段×２列の配置構成とすることができる。このことにより、フットプリントの改善だけでなく、ローダ／アンローダ部１２の負担を軽減させ、基板搬送効率ないしスループットの大なる向上を図ることができる。また、空間的な集積化によりメンテナンスに便利であり、メンテナンスコストも低減できる。
【００９０】
上記した実施形態のプロセス・モジュール（Ｐ／Ｍ）２４は処理室に反応管５２を用いたが、本発明の処理部は他の方式も可能であり、たとえばホットプレートを用いて熱処理を行う方式も可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＴＦＴ用熱処理装置によれば、装置のフットプリントおよびメンテナンス性を大きく改善することができる。
【００９２】
また、本発明のＴＦＴ用熱処理装置または熱処理方法によれば、スループットの向上を図れるとともに、高温プロセスまたは急速熱処理に良好に適用可能であり、大型基板に有利に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるＴＦＴ用熱処理装置の全体構成を示す略側面図である。
【図２】実施形態によるＴＦＴ用熱処理装置の全体構成を示す略平面図である。
【図３】実施形態におけるモジュール内の雰囲気を制御するためのガス供給排気システムの一例を示すブロック図である。
【図４】実施形態におけるプロセス・モジュールの内部構成を示す略縦断面図である。
【図５】実施形態におけるプロセス・モジュールの内部構成を示す略横断面図である。
【図６】実施形態のプロセス・モジュールに設けられる抵抗加熱ヒータの通電制御部の回路構成を示す図である。
【図７】実施形態のプロセス・モジュールに設けられる基板支持ピンの構成を示す斜視図である。
【図８】実施形態における基板支持ピンの一変形例を示す斜視図である。
【図９】実施形態のトランスファ・モジュールに設けられる基板搬送装置の構成を示す略側面図である。
【図１０】実施形態における基板搬送装置の要部の構成を示す図である。
【図１１】実施形態の各熱処理ユニットにおける全体の動作手順を説明する図である。
【図１２】実施形態の各熱処理ユニットにおける全体体の動作手順を説明する図である。
【符号の説明】
１０　　カセットステーション
１２　　ローダ／アンローダ部
１４　　処理ユニット群
１８　　基板搬送機構
２４　　プロセス・モジュール
２６　　トランスファ・モジュール
２８　　ロードロック・モジュール
３０　　シャッタ
３２　　ゲートバルブ
３４　　ゲートバルブ
３５　　基板搬送装置
３８　　搬送アーム
５２　　反応管
５４　　抵抗加熱ヒータ
８２　　基板支持ピン
８４　　球体（滑動体）
８６　　保持部
８８　　支持ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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