(57)【要約】第１の態様において、基板を加熱するための第１装置が提供される。この第１装置は、（１）底部および頂部を有するチャンバと、（２）少なくとも２枚の基板を上に支持するための、チャンバ内に配置されている複数の加熱された支持体と、（３）チャンバ内の、チャンバの側壁と複数の基板支持体との間に配置されており、縁領域および中央領域を有する加熱器とを含む。この加熱器は、加熱器の中央領域においてよりも、縁領域においてより高い熱を生じるように適合されている。これ以外の多数の態様が提供される。
2006515433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱するための装置であって、
底部と頂部を有するチャンバと、
少なくとも２枚の基板を上に支持するべくチャンバ内に配置された、複数の加熱された支持体と、
チャンバ内の、チャンバの側壁と複数の基板支持体との間に配置され、縁領域と中央領域を有する加熱器と、
を備え、
前記加熱器が、中央領域よりも縁領域においてより高い熱を生じるように適合されている装置。
【請求項２】
加熱器内に配置された１つ以上の抵抗加熱素子をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の加熱された支持体が複数の加熱要素を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
加熱器が高放射率材料で被覆されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
加熱器の縁領域が、加熱器の中央領域よりも約２０％高いワット密度を生じる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
チャンバが、約＋／−１．５℃またはこれ未満の温度プロフィールを約４５０℃よりも高い処理温度に維持するよう適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
複数の支持体が、少なくとも７３０×９２０ｍｍの寸法を有する基板を支持するよう適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
チャンバが、約＋／−１．５℃またはこれ未満の温度プロフィールを約４５０℃よりも高い処理温度に維持するよう適合されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
基板を加熱する方法であって、
底部と頂部を有するチャンバと、
少なくとも２枚の基板を上に支持するべくチャンバ内に配置されている複数の加熱された支持体と、
チャンバ内の、チャンバの側壁と複数の基板支持体との間に配置され、縁領域と中央領域を有する加熱器であって、この加熱器が、中央領域内よりも縁領域内においてより高い温度を生じるように適合されている加熱器と、
を有する装置を提供するステップと、
前記方法がさらに、基板を加熱するための装置を採用するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
チャンバ内の、約＋／−１．５℃またはこれ未満の温度プロフィールを、約４５０℃よりも高い処理温度に維持するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
基板を加熱する方法であって、
複数の加熱された支持体の形状よりも若干大きく、該形状と一致するように形づくられたチャンバ内の複数の加熱された支持体上に、複数の基板を支持するステップと、
約４５０〜６００℃の処理温度を提供するステップと、
チャンバ内に真空を提供するステップと、
複数の加熱された支持体付近に位置決めされた少なくとも１つの第２加熱器で、少なくとも１つの加熱器の中央領域においてよりも、少なくとも１つの第２加熱器の縁領域内においてより高い熱を生成することによって基板を均等に加熱するステップと、
をさらに含む方法。
【請求項１２】
約＋／−１．５℃またはこれ未満のチャンバ内の温度プロフィールを、約４５０℃よりも高い処理温度に維持するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
約＋／−１．５℃またはこれ未満のチャンバ内の温度プロフィールを、約４５０〜６００℃の処理温度に維持するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
チャンバ内に、約０．５ｔｏｒｒまたはこれ未満の圧力の処理ガスを提供するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
処理ガスが窒素である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
基板を加熱するための装置であって、
上方区間と下方区間を有するチャンバと、
チャンバ内に複数の基板を格納するよう適合されている複数の加熱された支持体を有するカセットと、
チャンバの上方区間および下方区間の中央領域付近、側壁領域よりも、チャンバの上方区間および下方区間の角領域付近、側壁領域により高い熱を付加するよう適合された複数の加熱器と、
をさらに備える装置。
【請求項１７】
基板を加熱するための方法であって、
チャンバ内に複数の基板を格納するためのカセットを提供するステップであって、前記チャンバが上方区間と下方区間を有するステップと、
複数の基板を、カセット内の複数の加熱された支持体上に支持するステップと、
約４５０〜６００℃の処理温度を提供するステップと、
複数の基板を加熱するために、複数の加熱された支持体を採用するステップと、
複数の基板を加熱するために複数の加熱された支持体を採用しながら、チャンバの上方区間と下方区間の中央付近および側壁よりも、チャンバの上方区間および下方区間の角付近、側壁領域により高い熱を付加するために、複数の加熱器を採用しているステップと、
をさらに含む方法。
【請求項１８】
約＋／−５℃またはこれ未満のチャンバ内の温度プロフィールを、約４５０℃よりも高い処理温度に維持するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
約＋／−１．５℃またはこれ未満のチャンバ内の温度プロフィールを、約４５０℃よりも高い処理温度に維持するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
チャンバ内の温度プロフィールを維持するステップが、約＋／−１．５℃またはこれ未満のチャンバ内の温度プロフィールを、約４５０〜６００℃の処理温度に維持する工程を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
複数の基板をチャンバ内に格納するためのカセットを提供するステップが、少なくとも７３０×９２０ｍｍのサイズの複数の基板を格納するカセットを提供する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
基板を加熱するための装置であって、
チャンバを備え、前記チャンバが、
上方区間と、
上方区間と結合した下方区間とを備え
前記上方区間と下方区間が、複数の基板を内部に保持するよう適合された空洞を画成しており、
前記装置が、さらに、複数の基板を支持および加熱するよう適合された、空洞内に配置された複数の加熱された支持体を有するカセットと、
チャンバの中央領域、側壁領域よりも、チャンバの角領域、側壁領域により高い熱を付加することで、カセットに熱を提供するよう空洞内に位置決めされた１つ以上の加熱器と、
空洞内に配置されており、また、空洞内に向いた反射面を形成するために加熱された支持体の少なくとも一部分を包囲している熱反射器と、
を備える装置。
【請求項２３】
下方区間にローディングウィンドウをさらに含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
１つ以上の加熱器が高放射率材料で被覆されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
上方区間を下方区間と結合する接続本体を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
接続本体がローディングウィンドウを含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
１つ以上の加熱器が、下方区間および上方区間の少なくとも一方内でカセットを包囲している、請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
１つ以上の加熱器が、下方区間および上方区間の少なくとも一方の１つ以上の側壁と結合されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２９】
少なくとも１つの加熱器が、ローディングウィンドウと整列して、基板をカセット内外に搭載できるように適合された開口部を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの加熱器が、第１加熱器領域と第２加熱器領域を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項３１】
第１加熱器領域が、少なくとも１つの加熱器の複数の縁の各々から距離をおいて第２加熱器領域内に延びている、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
少なくとも１つの加熱器の１つの縁が第２加熱器領域内に含まれている、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
第１加熱器領域が第２加熱器領域よりも高い熱を提供するよう構成されている、請求項３０に記載の装置。
【請求項３４】
少なくとも１つの加熱器が、少なくとも１つの加熱器全体にかけて連続的な蛇行路を形成する、１つ以上の抵抗加熱素子を含む、請求項３０に記載の装置。
【請求項３５】
第２加熱器領域に関連した第１加熱器領域内に、より高いユニット毎のエリア加熱素子密度を形成するために、１つ以上の抵抗加熱素子が、第２加熱器領域内においてよりも、第１加熱器領域内により多くの屈曲部を含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
１つ以上の抵抗加熱素子からの熱を吸収し、この吸収した熱をカセットに向けて放射するべく適合された１つ以上の伝導材料の層内に、１つ以上の抵抗加熱素子が配置されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
第１加熱器領域が、第２加熱器領域よりも約２０％高いワット密度を生じる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
カセットが、少なくとも約７３０×９２０ｍｍの寸法を有する基板を支持するべく適合されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項３９】
基板を均等に加熱する方法であって、
基板を加熱するための装置を提供するステップを含み、前記装置が、
チャンバを有し、前記チャンバが、
上方区間と、
上方区間と結合した下方区間とを備え、
前記上方区間と下方区間が、内部に複数の基板を保持するよう適合された空洞を画成し、
前記装置が、さらに、複数の基板を支持および加熱するよう適合された、空洞内に配置された複数の加熱された支持体を有するカセットと、
チャンバの中央領域、側壁領域よりも、チャンバの角領域、側壁領域により高い熱を付加することで、カセットに熱を提供するべく空洞内に位置決めされた１つ以上の加熱器と、
空洞内に配置されており、空洞内に向いた反射面を形成するために、加熱された支持体の少なくとも一部分を包囲する熱反射器と、
を備え、および
前記方法が、基板を加熱するための装置を採用するステップを含む方法。
【請求項４０】
基板を加熱するための装置を採用するステップが、
１つ以上の加熱器の中央領域に対する１つ以上の加熱器の縁に沿って加熱を増加する工程と、
１つ以上の加熱器上に高放射率被覆を採用する工程と、
を含む、請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、２０００年１２月２９日付けで出願された米国仮特許明細書第６０／２５９，０３５からの優先権を主張する、２００１年１２月１８日付けで出願された米国特許明細書第１０／０２５，１５２号の一部継続出願である。本出願はさらに、２００２年１２年１７日付けで出願された仮特許明細書第６０／４３４，０６４号からの優先権を主張する。上述した特許明細書を全て、その全体を参照として本明細書に組み入れる。
【発明の背景】
【０００２】
発明の分野
[0002]本発明の態様は、一般的に、基板を加熱する装置および方法に関する。
【０００３】
従来技術の背景
[0003]フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、液晶セル、金属相互接続部等の特徴部は、伝導、半導、および／または誘電材料の複数の層をガラス基板に対して堆積および除去することで形成される。形成される様々な特徴部は、総体的に、例えば、ＦＰＤ上の個々の画素内において表示状態が電気生成されるアクティブマトリックスディスプレイ画面を作成するべく使用されるシステムに統合される。ＦＰＤの作成に使用される処理技術には、プラズマ化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）、物理気相堆積法（ＰＶＤ）、エッチング等が含まれる。プラズマ処理は、膜堆積の最中に比較的低い処理温度を採用しており、プラズマ処理から優れた膜品質が得られるため、フラットパネルディスプレイの製造に特に適している。
【０００４】
[0004]ＦＰＤ処理の最中に、基板上に形成された膜の均等かつ制御された熱処理は、ＰＤＦが正確に機能するために重要である場合が多い。必要な加熱温度は、処理中の膜のタイプ、実行中の処理によって異なる。例えば、ＦＰＤの構造に使用される１つの例証的な膜のタイプは、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）である。ＬＴＰＳ膜処理の一部分では、ＬＴＰＳ膜を約６００℃に加熱して、膜から水素を除去することが必要であるのに対し、これと類似した非結晶シリコン（α‐Ｓｉ）膜の膜処理では、最大で約４５０℃といった実質的に低い温度が必要である。
【０００５】
[0005]一般的に、温度の不均等性によって望ましくない異物の除去が不十分となり、その結果、膜の剥離および消耗が生じる可能性があるため、膜加熱処理は非常に感温性が高い。温度の不均等性を補正するために、加熱処理時間を延長することができる。残念なことに、加熱処理時間を延長することで製造コストが増加し、これにより、処理が完了しなかった場合には（例えば、加熱処理時間の延長が不十分であった場合には）膜が使用不能になってしまう可能性がある。
【０００６】
[0006]従来の加熱チャンバは、ガス伝導と熱放射の組み合わせで１つ以上の基板を加熱することにより加熱処理を提供する。残念なことに、チャンバ壁と他の内部チャンバ構成要素がチャンバ内に熱伝導路を提供することで、伝導熱が損失する結果を招いてしまう。伝導熱の損失により、基板加熱環境が絶えず不安定になってしまう。温度の上昇に従い伝導熱の損失が顕著となり、基板加熱環境における熱の不均等性が悪化する。さらに、従来の加熱チャンバは非常に大型である場合が多いため（基板外周を収容するため）、加熱される範囲と容量が増加することによって、加熱の不均等性がさらに悪化する。例えば、より大型のコンピュータディスプレイ、モニタ、フラットスクリーンテレビ等の需要に合わせるために、より大型の基板の採用が必要となる。典型的なＦＰＤ基板は７３０×９２０ｍｍまたはこれより大きくてもよい。
【０００７】
[0007]より大型の基板を補正するためには、より大容量のチャンバ、これによる熱損失の増加、より多くの加熱要素の使用が必須となるため、設備コスト、エネルギー使用量、温度の不均等性が増加してしまう。温度の上昇に従い、しばしば銅加熱要素を採用してエネルギーコストの相殺と効率的な加熱の提供を図る。しかし残念なことに、温度が上昇すると、しばしば銅加熱器から加熱チャンバ内に銅原子が逃げ出し、膜を不純化してしまう。そのため、旧式の加熱チャンバと加熱処理では、効率的でコスト効果の高い基板加熱処理に対して、許容可能に均等で異物を含有しない基板加熱を提供することは不可能である。
【０００８】
[0008]したがって、複数の基板を均等に熱処理するための方法および装置が必要である。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]本発明の第１の態様では、基板を加熱するための第１装置が提供される。この第１装置は、（１）底部と頂部を有するチャンバと、（２）少なくとも２枚の基板を上に支持するべくチャンバ内に配置された、複数の加熱された支持体と、（３）チャンバ内の、チャンバの側壁と複数の基板支持体との間に配置され、縁領域と中央領域を有する加熱器とを備える。加熱器は、中央領域よりも縁領域においてより高い熱を生じるように適合されている。
【００１０】
[0010]本発明の第２の態様では、基板を加熱するための第２装置が提供される。この第２装置は、（１）上方区間と下方区間を有するチャンバと、（２）チャンバ内に複数の基板を格納するよう適合されている複数の加熱された支持体を有するカセットと、（３）チャンバの上方区間および下方区間の角領域付近、側壁領域よりも、チャンバの上方区間および下方区間の角領域付近、側壁領域により高い熱を付加するよう適合された複数の加熱器と、を備える。
【００１１】
[0011]本発明の第３の態様では、基板を加熱するための第３の装置が提供される。この第３装置は、上方区間と、該上記区間と結合した下方区間とを含む。上方区間と下方区間は、複数の基板を内部に保持するよう適合された空洞を画成している。第３装置はさらに、（１）複数の基板を支持および加熱するよう適合された、空洞内に配置された複数の加熱された支持体を有するカセットと、（２）チャンバの中央領域、側壁領域よりも、チャンバの角領域、側壁領域により高い熱を付加することで、カセットに熱を提供するよう空洞内に位置決めされた１つ以上の加熱器と、（３）空洞内に配置されており、また、空洞内に向いた反射面を形成するために加熱された支持体の少なくとも一部分を包囲している熱反射器と、を備える。本発明のこれらおよびその他の態様によるシステムおよび方法を含む、これ以外の多数の態様が提供される。
【００１２】
[0012]本発明の他の特徴および態様は、以下の詳細な説明、付録の特許請求の範囲、添付の図面からさらに十分に明白になる。
【詳細な説明】
【００１３】
[0032]本発明の実施形態は、半導体産業でよく使用され、本明細書中で説明する基板加熱チャンバのサポートに非常に適した、クラスタツールのようなマルチチャンバ処理システムにおける特定の利点を有する。クラスタツールは、基板加熱、センターファインディングおよびオリエンテーション、アニーリング、堆積および／またはエッチングを含む様々な機能を実行できる複数のチャンバを備えるモジュラーシステムである。典型的には、複数のチャンバは、チャンバ間で基板を搬送するべく適合されたロボットを内臓する中央搬送チャンバに取り付けられている。搬送チャンバは真空状態に維持され、あるチャンバから別のチャンバへ、および／または例えばクラスタツールのフロントエンドに位置決めされている負荷ロックチャンバへ基板を搬送する中間段階を提供することができる。
【００１４】
[0033]図１は、本発明を有利に使用できる半導体デバイス製造のための典型的な処理システム１００の平面図である。本発明はさらに、他の処理システム共に採用することができる。
【００１５】
[0034]一般的に、処理システム１００は複数のチャンバとロボットを備えており、また、処理システム１００内で様々な処理方法を実施するようにプログラムされた処理システムコントローラ１０２を装備することもできる。ファクトリインターフェースのようなフロントエンド環境１０４が、一対の負荷ロックチャンバ１０６と選択的な通信を行う状態に位置決めされて示されている。特に、フロントエンド環境１０４によって、基板キャリアまたはポッド１０５内に収納された基板を負荷ロックチャンバ１０６へ搬送することが可能になる。これ以外のインターフェース構造を採用することもできる。フロントエンド環境１０４内に配置されたポッドローダロボット１０８Ａ−１０８Ｂは、負荷ロックチャンバ１０６と複数のポット１０５（フロントエンド環境１０４上に取り付ける、および／または該環境と繋ぐことができる）との間で基板を搬送するために、直線方向、回転、および／または垂直方向への移動を行えるようになっている。
【００１６】
[0035]負荷ロックチャンバ１０６は、フロントエンド環境１０４と搬送チャンバ１１０の間に第１真空インターフェースを提供する。搬送チャンバ１１０とフロントエンド環境１０４とを交互に通信することでスループットを上げるために、２つの負荷ロックチャンバ１０６が設けられている。これにより、１つの負荷ロックチャンバ１０６が搬送チャンバ１１０と通信している間に、第２の負荷ロックチャンバ１０６がフロントエンド環境１０４と通信できるようになる。
【００１７】
[0036]基板を、負荷ロックチャンバ１０６から１つ以上の処理チャンバ１１４、または保持チャンバへ搬送するために、搬送チャンバ１１０内の中央にロボット１１３がされている。処理チャンバ１１４は膜堆積、アニーリング、エッチング等のような任意数の処理を実行するよう適合され、一方で、保持チャンバ１１６は、基板オリエンテーション、冷却等を実行するように適合されている。処理システム１００は、例えば水素除去および／またはアニーリングのような加熱処理の最中に基板を加熱するために使用できる加熱チャンバ１４０を含む。典型的に、加熱チャンバ１４０は、処理システム１００内の最も効果的な処理位置に置かれているが、一般的には処理システム１００内のいかなる場所に置かれてもよい。例えば、加熱処理ステップは、堆積処理ステップの後に実施できる。そのため、堆積処理ステップに使用する処理チャンバ１１４のうち１つの付近に加熱チャンバ１４０を置いて、ロボット１１３の動作を少なくすることができる。
【００１８】
[0037]図２は、図１の加熱チャンバ１４０の例証的な実施形態の斜視図である。図２を参照すると、加熱チャンバ１４０は上方区間２１５（例えば上方ベルジャー）と下方区間２１７（例えば下方ベルジャー）を備えており、上方区間２１５は、ローディングウィンドウ２３５を有する２３５接続本体２３０によって下方区間２１７から離間している。上方区間２１５、下方区間２１７は接続本体２３０に密封可能に、また一般的に、接続本体２３０と対称的および同軸に装着されている。上方区間２１５と下方区間２１７は、例えば摩擦嵌合、高温に耐えるよう適合されたガスケットまたはパテのような密封材料、また、感圧接着剤、セラミック接合、糊のような接着剤等の、処理耐性型で、銅のような異物を含有していないもの使用して、接続本体２３０に密封することができる。上方区間２１５と下方区間２１７の接続本体２３０への接続は、従来の手段、溶接、ボルトの使用、クランピング、または当分野において既知であるこれ以外の固定具によっても行える。
【００１９】
[0038]上方区間２１５と下方区間２１７を支持するために、加熱チャンバ１４０が取り付けフレーム２５５上に取り付けられている。一態様では、取り付けフレーム２５５は、取り付けフレーム２５５の下方端部に回転可能に取り付けられている、加熱チャンバ１４０を移動するためのキャスター２４５、２４６、２４７を備えることができる。取り付けフレーム２５５は、ボルト、クランピング、またはその他の、当分野において既知である固定具といった従来の手段によって、加熱チャンバ１４０（さらに接続本体２３０）に装着することができる。取り付けフレーム２５５に取り付けた加熱チャンバ１４０を示したが、加熱チャンバ１４０は、代替品として、または追加的に、図１の搬送チャンバ１１０に取り付けられる、またはこれによって支持される（この場合、例えば、ねじ、ボルト、クリップ等の固定具を使用する）ことが理解される。
【００２０】
[0039]モータ２８５を加熱チャンバ１４０に結合して、加熱チャンバ１４０内での基板の搬送に使用することができる（例えば、以下に示すように、基板を支持するプラットホーム２８７を上昇低下させて行う）。例えば、モータ２８５にリードねじ２８８を結合し、これを回転させるように適合できる。リードねじ２８８は、プラットホーム２８７に回転可能に結合され、これが滑動可能に取り付けフレーム２５５に結合されている。リードねじ２８８がモータ２８５により回転されると、プラットホーム２８７が、取り付けフレーム２５５に対して垂直に上昇または低下される。
【００２１】
[0040]一実施形態では、熱絶縁層（図示せず）を使用して、加熱チャンバ１４０を包囲または被包することで、加熱チャンバ１４０からの熱損失を最小限に抑えている。熱絶縁層は絶縁体、例えばファイバグラス、セラミックファイバ、アスベスト、またはその他の、熱損失からの絶縁を提供するべく適合された材料を備えていてもよい。一実施形態では、この絶縁層は、約３０℃の表面温度で安定する、約０．０３５ワット／ｍ゜Ｋ未満の熱伝導性を有する可撓性の絶縁セラミックファイバブランケットを備える。
【００２２】
[0041]図３は、基板を熱処理するべく適合された、図２の加熱チャンバ１４０の一実施形態の断面図である。図３の加熱チャンバ１４０は、内部で複数の基板３２８を加熱するための空洞３０７を画成する本体３０５、蓋３３５、底部３１６を備える。一態様では、本体３０５は、処理温度に耐え得るよう適合され、一般的に銅のような異物を含んでいない、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル等のような処理耐性型材料で形成されている。本体３０５は、加熱チャンバ１４０を、処理ガスを内部給送するための処理ガス供給部（図示せず）に接続するべく空洞３０７内に延びたガス流入口３６０を備えてもよい。別の態様では、空洞３０７内を真空状態に維持するための真空ポート３９２を介して、真空ポンプ３９０を空洞３０７に結合できる。
【００２３】
[0042]基板カセット３１０は空洞３０７内に可動的に配置され、可動部材３００の上方端部に結合されている。可動部材３３０は、処理温度に耐え得るよう適合され、慨して銅のような異物を含有していない、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル等のような処理耐性材料を備える。可動部材３３０は、本体３０５の底部３１６を介して空洞３０７内に入る。可動部材３３０は、底部３１６を介して滑動可能および密封可能に配置され、プラットホーム２８７によって上昇低下される。つまり、プラットホーム２８７が可動部材３３０の下方端部を支持しているため、プラットホーム２８７を上昇または低下させると、可動部材３３０が垂直に上昇または低下する。可動部材３３０は、空洞３０７内でカセット３１０を垂直に上昇、低下させることで、基板３２８を、ウインドウ２３５を通って延びている基板搬送面３３２を横切って移動させる。基板搬送面３３２は、ロボット１１３により基板が（ウインドウ２３５を通って）カセット３１０へ出入りする移動する経路によって画成されている。
【００２４】
[0043]カセット３１０は、フレーム３２５によって支持された複数の基板加熱棚３３６を備える。図３では、カセット３１０内に１２段の基板加熱棚３３６を示しているが、任意数の棚を使用できることが理解される。各々の基板加熱棚３３６は、ブラケット３１７によってフレーム３２５に接続している加熱された基板の支持体３４０（例えば加熱板）を備える。これ以外の接続部材を使用することもできる。ブラケット３１７は、加熱された基板の支持体３４０の縁をフレーム３２５に接続し、また、処理耐性型で、銅のような異物を含有していない、感圧接着剤、セラミック接合、糊等のような接着剤、あるいは、ねじ、ボルト、クリップ等のような固定具を使用して、フレーム３２５と加熱された基板の支持体３４０の両方に装着される。
【００２５】
[0044]フレーム３２５とブラケット３１７は、処理耐性型で、一般的に、銅のような異物を含有していない、セラミック、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル等のような材料を備えることができる。フレーム３２５とブラケット３１７は別個の部品であるが、ブラケット３１７をフレーム３２５と一体に設け、加熱された基板の支持体３４０のための支持体材を形成できることが理解される。一態様では、生成された熱の大部分を基板３２８に付加することによって加熱効率性を最大化するために、加熱された基板の支持体３４０を基板３２８と等角、および／または、これよりも若干大きく形成しているが、一般的には、加熱された基板の支持体３４０は、所望の基板加熱を提供するように適合された任意の形状であってもよい。例えば、一実施形態では、基板３２８が、加熱された基板の支持体３４０からの熱に十分に晒されるように、加熱された基板の支持体３４０を基板３２８よりも相当大きく形成している。あるいは、加熱された基板の支持体３４０を、様々なサイズの基板３２８を収容するように形成してもよい。
【００２６】
[0045]基板加熱棚３３６どうしは、カセット３１０内で垂直方向に離間し、平行に並んでおり、複数の基板加熱空間３２２を画成している。各々の基板加熱空間３２２は、内部に収納され、複数の支持ピン３４２上に支持された少なくとも１つの基板３２８を加熱するように適合されている。各基板３２８の上下の基板加熱棚３３６は、基板３２８の頂側部および底側部が熱に晒される形で、基板加熱空間３２２の上方および下方境界を確立している。一実施形態では、基板３２８の両面を確実に均等に加熱するために、上方境界および下方境界が基板から等間隔で離間している。カセット３１０内の最上の基板３２８も他と同様に確実にするために、最上加熱空間３２２のための上方境界が空の加熱された基板支持体３４０によって確立されている。別の実施形態では、空間および基板の位置を調整して、アニーリング、水素除去等のような異なる処理のための異なる加熱要求を収容できるようにすることが可能である。
【００２７】
[0046]各加熱空間３３２の上方境界と下方境界の間の空間を調整することで、加熱速度、基板の各々の面に付加する熱の量を増加また低減させる。例えば、加熱空間３２２の上方境界と下方境界の間の空間を縮小することで、加熱空間３２０を画成する、加熱された基板支持体３４０からの放射エネルギーを増加し、これにより基板加熱の温度と速度を増加させるか、または、該空間を拡大することで入射放射エネルギーを低減し、これにより基板温度を低下させ、基板の加熱を遅らせることができる。さらに、基板３２８を加熱空間３２２の上方境界または下方境界のどちらかに接近させて位置決めすることで、基板３２８の各々の面に異なる加熱量を提供することができる。一態様では、効率性の製造を高めるために、各加熱空間３２２の上方境界と下方境界の間の空間を調整することで、カセット３１０が可能な限り多くの基板加熱棚３３６を保持することを可能にしながら、基板３２８を所望の速度と温度で加熱するようにしている。一態様では、各加熱空間３２２の上方境界と下方境界の間の空間は約４５ｍｍである。上方境界と下方境界の間の約４５ｍｍの空間は、基板３２８の受容、均等な基板加熱、基板加熱棚３３６の数を増加／最大化するためのチャンバ内の効率的な空間利用に適切な空間を提供すると考えられる。これ以外の大きさの空間の採用も可能である。
【００２８】
[0047]図４は、図１〜図３の加熱チャンバ１４０と搬送チャンバ１１０の断面図を示す。図４に示すように、加熱チャンバ１４０は、ウインドウ２３５が搬送チャンバ１１０の側壁に形成された開口部１０９と正しく合う（例えば整列する）ように位置決めされている。このような位置において、搬送チャンバ開口部１０９とウインドウ２３５が基板搬送アパーチャ３７２を画成し、基板３２８はこの基板搬送アパーチャを通ってロボット１１３（図１）によって搬送されてもよい。基板搬送アパーチャ３７２は、ゲートバルブまたはスリットバルブのような密封装置（図示せず）によって選択的に密封される。
【００２９】
[0048]カセット３１０内に基板３２８を搭載するために、ロボット１１３が、そのアーム１１１上に支持されているブレード１１８上に基板３２８を受容する。例えば、基板は、搭載ロックチャンバ１０６の１つ、保持チャンバ１１６の１つ、処理チャンバ１１４の１つから受容することができる。その後、ブレード１１８が、基板３２８を基板搬送アパーチャ３７２を通って加熱チャンバ１４０へ送るように位置決めされる。カセット３１０が、空の加熱空間３２２を基板搬送面３３２と直列させ基板３２８を受容できるように位置決めするべく、垂直方向上下に移動される。次に、アーム１１１が、基板３２８を加熱チャンバ１４０内に配置するために、続いてカセット３１０の空の加熱空間３２２内に該基板３２８を配置するために、基板搬送アパーチャ３７２を通って延びる。アーム１１１が基板３２８を加熱空間３２２内へ延ばし、ピン３４２よりも上の場所に位置決めする。一実施形態では、カセット３１０は、ピン３４２が基板３２８と接触し、基板３２８をブレード１１８から持ち上げるまで、垂直に移動する。その後、アーム１１１とブレード１１８が搬送チャンバへ再び引き込まれる。別の実施形態では、アーム１１１とブレード１１８は、基板３２８がピン３４２と接触するまで垂直下方に移動される。アーム１１１とブレード１１８は、基板３２８がピン３４２によって十分に支持されるまで、下方への移動を続ける。基板３２８をカセット３１０から取り除くために反転処理が実行される可能性がある。
【００３０】
[0049]図５は、図１〜図４の加熱チャンバ１４０の例証的な実施形態の断面正面図である。加熱チャンバ１４０の空洞３０７は複数の基板３２８を保持するため、典型的に空洞３０７の容量は、例えば処理チャンバ１１４や保持チャンバ１１６のような通常１つの基板３２８しか保持しないチャンバの容量よりも大きい。増加した空洞３０７の容量のために、チャンバ１４０が真空下にある際に、チャンバ１４０には相当の外気圧がかかる。構造強度を提供し、空洞容量を低減するために、空洞３０７は半球形で、カセット３１０と正しく合うか、これよりも若干大きいことが好ましい。他の実施形態では、空洞３０７の形状は球形、四角形、またはその他の、基板３２８を収容し、外気圧に耐え得る十分な構造的整合性成を有するよう適合された任意の形状であってもよい。
【００３１】
[0050]図６は、図１〜図３の加熱チャンバ１４０の部分断面図である。図６に示すように、加熱チャンバ１４０の空洞３０７内には熱反射器３２０が配置され、加熱チャンバ１４０の本体３０５の内面３１１付近に位置決めされて、空洞３０７内に反射面を形成している。熱反射器３２０は、空洞３０７と内面３１１の間に放射熱絶縁体が設けられていることにより、本体３０５全体の伝導熱損失を最小化するよう適合されている。熱反射器３２０が、空洞３０７内に放射された熱を、内面３１１から離れた空洞３０７の中央に向かって反射する。熱反射器３２０は単層構造を備えていてもよい。あるいは、熱反射器３２０は多層構造そ備えていてもよく、またはいくつかの部品を組み合わせて一体型本体を形成してもよい。熱反射器３２０は例えば１つ以上の熱伝導体を備えていてもよく、これらは、アルミニウム、ニッケル、鋼鉄、またはこれ以外の、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していないものであってもよい。空洞３０７と内面３１１の間への絶縁体の追加が望ましい場合には、熱反射器３２０は１つ以上の絶縁体を備えていてよく、この絶縁体は、例えば金属被覆したセラミック、ガラス、またはこれ以外の、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していないものであってもよい。少なくとも一実施形態では、熱反射器３２０は、熱を反射するように適合されたアルミニウム、ニッケル、金、またはその他の材料の、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していないもので被覆された内部熱反射面３２７を備える。
【００３２】
[0051]熱反射器３２０は、内面３１１への接合のようないくつかの方法を使用し、感圧接着剤、セラミック接合、糊等を使用して、または、固定具によって（例えば、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していない、ねじ、ボルト、クリップ等）、内面３１１に装着することができる。さらに、電気メッキ、スパッタリング、陽極処理等のような技術を使用して、熱反射器３２０を内面３１１上に堆積できる。一実施形態では、絶縁されたねじ、ボルト、クリップ等のような絶縁された固定具を使用して熱反射器３２０を内面３１１から離間させることで、内面３１１と熱反射器３２０の間に隙間を形成している。
【００３３】
[0052]空洞３０７内の、熱反射器３２０とカセット３１０の間には加熱器３１５が配置されている。加熱器３１５は、カセット３１０と正しく合い、これを包囲する加熱部材を形成するよう適合されている。加熱器３１５は、例えば1つまたはそれ以上の加熱要素を備えていてよく、この加熱要素は、放熱する、ニッケル、鋼鉄、アルミニウム等のような熱伝導性材料の１層、または複数層内に配置された抵抗加熱器、加熱ランプ等であってもよい。１つ以上の実施形態では、加熱器３１５の内面３３１をビードブラスト加工または陽極処理して、放熱性をより高めることで、空洞３０７内に放射された熱の伝播を向上させることが好ましいが、これ以外のタイプの、より高い表面放射率を提供するべく適合された表面状態を使用することもできる。加熱器３１５の外面３３３を、低い放射率を提供するべく位置決めして、放射された熱のチャンバ本体３０５への伝播を最小化することができる。基板熱処理の最中に、加熱器３１５が電源（図示せず）によって始動され、所望の温度に加熱される。一態様においては、熱反射器３２０への伝導により熱搬送を最小化するために、加熱器３１５と熱反射器３２０の間に間隙を確立しているが、別の態様においては、加熱器３１５が熱反射器３２０と直接接触していてもよい。
【００３４】
[0053]図７、図８は、図６の加熱器３１５の第１の例証的な実施形態を示す。図７、図８を参照すると、加熱器３１５は、空洞３０７内で均等に熱を放射するべく適合され、処理抵抗性を有し、慨して銅のような異物を含有していない、アルミニウム、ニッケル、鋼鉄、またはその他のような熱伝導材料を１つ以上備えたジャケット３１９を備える。連続的な加熱要素７１７が、ジャケット３１９内に形成されたスロット３１４内に設置されている。連続的な加熱要素７１７が、ジャケット３１９内に熱を放射するように適合されている。摩擦嵌合、溶接、一般的に銅および／または銀のような異物を含有していない充填材料３１３、感圧接着剤のような接着剤、セラミック接合、糊、および／またはねじ、ボルト、クリップのような固定具、あるいはその他の、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していないものによって、連続的な加熱要素７１７を溝３１４内に固定することができる。一実施形態では、連続的な加熱要素７１７の拡張係数をジャケット３１９のものよりも高くすることで、ジャケット３１９と連続的な加熱要素７１７の間の嵌合をより緊締にしている。一態様では、連続的な加熱要素７１７の熱拡張係数は約α＝１７、ジャケット３１９の熱拡張係数は約α＝１３であるが、これ以外の熱拡張係数を有利に使用しることもできる。
【００３５】
[0054]連続的な加熱要素７１７に電力を供給するために、一対の連結部３１８が、外部電源のような電源（図示せず）に接続している。連続的な加熱要素７１７を一体型の同質部材として形成してジャケット３１９全体にかけて均等な加熱を提供することが好ましいが、抵抗加熱器、ランプ等のような複数の独立した加熱要素どうしを結合して連続的な加熱要素７１７を形成してもよい。さらに、分散され、ジャケット３１９全体にかけて離散的に結合している複数の独立した加熱器によって、ジャケット３１９を加熱することもできる。
【００３６】
[0055]加熱器３１５を、いくつかの方法のいずれかを使用して空洞３０７内に固定することができる。例えば、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していない、接合、感圧接着剤のような接着剤、セラミック接合、糊、および／または、ねじ、ボルト、クリップ等のような固定具といった装着方法を使用して、加熱器３１５を内面３１１に装着できる。特定の一実施形態では、加熱器３１５は、加熱器３１５を本体３０５に取り付けるための取り付けフランジ３１２を具備した上方部分を備える。取り付けフランジ３１２は加熱器３１５と一体型であることが好ましいが、しかし、取り付けフランジ３１２は別個の構成要素であってもよい。取り付けフランジ３１２は、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していない、感圧接着剤のような接着剤、セラミック接合、糊、および／または、ねじ、ボルト、クリップ等を使用して、固定具本体３０５に装着することができる。
【００３７】
[0056]図９は、加熱された基板支持体３４０と支持ピン３４２の例証的な実施形態を示し、ここで、基板３２８が加熱された基板支持体３４０から離間し、支持ピン３４２によって支持されていることで、加熱空間３２２の下方部分が形成されている。一態様では、図５に示すように、支持ピン３４２の個数は少なくとも６個であり、そのうち４個の支持ピン３４２は、基板３２８の外周に沿って実質的に均等に離間し、基板３２８の縁を十分に支持しており、また２つの支持ピン３４２は、基板３２８の中間付近に配置される。あるいは、多数の支持ピン３４２は、基板３２８を支持するよう適合されたいかなる構造においても使用することができる。支持ピン３４２は、基板３２８との接触部を最小化するべく、また加熱された基板支持体３４０と基板３２８の間の伝導を防止／低減するべく適合された断面を有する、ポリマー、セラミック等のような絶縁体を備える。さらなる支持強度のために、支持ピン３４２は伝導体を備えることができ、この伝導体は、処理抵抗性を有し、一般的に銅のような異物を含有していない、伝導を最小化するのに十分小さい表面範囲を有する、鋼鉄、アルミニウム、ニッケル等であってもよい。一態様では、支持ピン３４２は、基板３２８との接触を最小にするために尖った先端を備えるが、一般的には、支持ピン３４２は、加熱された基板支持体３４０への熱伝導を最小にするべく適合された、球形先端、四角形先端、平坦先端等のような基板３２８を支持するように適合された任意の断面の先端およびプロフィールを有することができる。
【００３８】
[0057]図１０は、図９の加熱された基盤支持体３４０の例証的な実施形態の平面図であり、加熱された基板支持体３４０は、繊維ガラス、ガラス、セラミック、アスベスト、または類似の材料のような一層の熱および電気的絶縁材料内に配置された複数の板状加熱器３４７を備える。板状加熱器３４７は、抵抗加熱器、放射ランプ等であってもよい。板状加熱器３４７は、コネクタ３４５を介して加熱器３４７と結合している外部電源のような電源（図示せず）から供給された電力によって作動されてもよい。典型的には、基板表面全体にかけての温度は、加熱チャンバ１４０内の対流および伝導による基板本体の熱移行の関数、加熱された基板支持体３４０までの基板の接近性、支持ピン３４２および／または加熱器３１５の特徴、空洞３０７内の総熱プロフィールとして変化する。一実施形態では、板状加熱器３４７は、基板熱損失と一致し、基板熱損失、つまり基板熱損失プロフィールを補正する放射加熱プロフィールを提供するべくパターン化されている。一実施形態では、板状加熱器３４７は、基板熱損失と一致し、基板熱損失、つまり基板熱損失プロフィールを補正する放射加熱プロフィールを提供するべくパターン化されている。例えば、図１０中に示した板状加熱器３４７は、加熱された基板支持体３４０の中程ではなく、伝導性の熱損失および／または放射された熱損失の相当量が生じる基板支持体３４０の角付近において、相互に対してより接近した形で離間している。熱は、典型的には基板縁から放射されるが、パターン化された加熱プロフィールを、基板熱損失プロフィールにおける任意の変化を包括するよう適合してもよい。例えば、板状加熱器３４７は、そのサイズ、間隔、抵抗性、照度、入力電力等を、基板熱損失プロフィールにより近づけるべく変更することで、可変量の熱出力を提供するよう適合することができる。さらに、図３、図４、図６に示すように、加熱された基板支持体３４０を支持ピン３４２によって基板３２８から離間することで、基板３２８の下方面と加熱された支持体３４０の上方面の間に放射された熱が相互混合できるように（例えば、より均等に分配されるように）している。一態様では、加熱された基板支持体３４０と基板３２８の間の間隔は約２０ｍｍであるが、これ以外の間隔を採用してもよい。加熱された基板支持体３４０からの放射熱は基板３２８を加熱する前に相互混合し、これにより、板状加熱器の形状により画成されるホットスポットを最小化すると考えられるが、基板３２８は、板状加熱器３４７が基板熱損失プロフィールと実質的に一致するように適合された状態で、加熱された基板支持体３４０上に直接置かれると理解される。
【００３９】
[0058]動作中、ロボット１１３が基板３２８を（ウィンドウ２３５を介して）加熱チャンバ１４０の空洞３０７内の、加熱された基板支持体３４０上（またはこれよりも上の場所）に設置することで、加熱チャンバ１４０加熱処理が開始する。窒素のような不活性処理ガスが、ガス流入口３６０から空洞３０７内に流入され、真空ポンプ３９０によって必要なチャンバ圧力に維持される。あるいは、処理ガスは、特定の処理用に適合された、フッ素のような活性処理ガスであってもよい。空洞３０７は、熱反射器３２０と協働した、加熱器３１５および加熱された基板支持体３４０からの、または、熱反射器３２０と協働した加熱器３１５のみからの放射熱によって、均等な基板加熱プロフィールを提供するのに十分な所望の周囲レベルに加熱される。１つ以上の実施形態において、個々の基板３２８は、約３５０〜約６００℃の基板本体温度に均等に加熱される。基板本体上に参照される温度変化（つまり、標準化された温度変化）は、約＋／−５〜約＋／−１０℃である。これ以外の温度範囲の採用も可能である。
【００４０】
[0059]例えば、１つの動作方法では、加熱チャンバ１４０加熱処理は、ロボット１１３が基板３２８を（窓２３５を介して）空洞３０７内の、加熱された基板支持体３４０上に設置することで開始する。真空ポンプ３９０によって、空洞３０７内が約０〜約０．５Ｔｏｒｒの真空状態にされる。窒素のような処理ガスが、ガス流入口３６０から流入して空洞３０７内部を流れ、さらに、真空ポンプ３９９０によって約０．０〜約０．５Ｔｏｒｒのチャンバ圧力に維持される。各基板を約４５０〜約６００℃の温度に均等に加熱するために、加熱器３１５および加熱された支持体３４０から各基板３２８に熱が付加される。各基板は、約４５０℃の基板本体温度における約＋／−５℃の標準化された加熱プロフィールを、約６００℃の基板本体温度における約＋／−１０℃に維持する。例えば図１１は、約５００度での熱処理の最中における、基板３２８の本体全体にかけての標準化された温度変化を示す基板３２８の温度等高マップであり、この場合、周囲温度を標準値として使用している。領域３５０Ａは基準範囲であるため、温度変化はゼロである。領域３５０Ｂは、約＋／−１℃の標準化された温度変化を有する。領域３５０Ｃは、約＋／−２℃の標準化された温度変化を有する。領域３５０Ｄは、約＋／−３℃の標準化された温度変化を有する。領域３５０Ｄは、約＋／−３℃の標準化された温度変化を有する。領域３５０Ｅは、約＋／−５℃の標準化された温度変化を有する。したがって、基板３２８全体にかけての標準化された温度変化は約＋／−５℃である。
【００４１】
[0060]図１２は、図１〜図１１の加熱チャンバ１４０の代替の実施形態の斜視図であり、図１２では加熱チャンバを符号１４０’で示している。図１２を参照すると、加熱チャンバ１４０’は、上方区間２１５（例えば上方ベルジャー）と下方区間２１７（例えば上方ベルジャー）を含む。しかし、図１２の加熱チャンバ１４０’では、ローディングウィンドウ２３５は、図示のとおり下方区間２１７の部分を備える（例えば、一体形成されるか、あるいは装着されている）。この方法で、上方区間２１５と下方区間２１７は直接接触している。あるいは、ローディグウィンドウ２３５は、上方区間２１５の部分を備える。さらに、接続本体３２０を採用して、上方区間２１５を下方区間２１７に接続してもよく、また、ウィンドウ２３５は接続本体２３０の部分を形成しても、しなくてもよい。
【００４２】
[0061]図１３は図１２の加熱チャンバ１４０’の斜視図であり、基板カセット３１０を包囲する第２加熱器３１５を露出させるべく上方区間２１５を取り除いた状態にある。これと類似の第２加熱器３１５で下方区間２１７内の基板カセット３１０を包囲してもよい。図１４は図１２の加熱チャンバ１４０’の斜視図であり、基板カセット３１０を露出するために、上方区間２１５と第２加熱器３１５を取り除いた状態にある。図１５は、加熱チャンバ１４０’の上方区間２１５の斜視図であり、第２加熱３１５が上方区間２１５の側壁に結合している（例えば、クリップまたは他の固定具１５０２によって）状態を示しており、さらに図１６は、加熱チャンバ１４０’の下方区間２１７の斜視図であり、第２加熱器３１５が下方区間２１７の側壁と結合している（例えば、クリップまたは他の固定具１５０２によって）状態を示している。加熱チャンバ１４０’は、図１〜図１１の加熱チャンバ１４０と同様に動作できる。
【００４３】
[0062]先述したように、フラットパネルディスプレイ製造の最中には、大型基板（例えば、７３０×９２０ｍｍ、またはこれ以上）の均等性を制御する機能が必須である。不均等な加熱は、膜の厚さおよび／または品質の変化、不十分および／または不均等な異物除去または熱処理等を生じる結果を招く。基板の不均等性の理由の１つは、基板縁における熱損失であり、これにより、基板縁の温度が基板中央領域の温度よりも低温化する可能性がある。この温度不均等の問題は、基板サイズが大きくなるに従って悪化し、（例えば、基板サイズの大型化が続くに従い）フラットパネルディスプレイ産業にとって大きな難題となる。
【００４４】
[0063]本発明者は、加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５および下方区間２１７の角／側壁領域付近に、上方区間２１５、下方区間２１７の中央／側壁領域付近よりも高い熱を付加した場合に加熱チャンバ１４０、１４０’内で達成可能な、著しく向上した基板加熱均等性を発見した。
【００４５】
[0064]図１７は、本発明により提供される、図６〜図１８、図１３、図１５、および／または図１６の第２加熱器３１５の代替の実施形態の正面図であり、図１７では第２加熱器に参照符号３１５’を付している。図１７の実施形態では、第２加熱器３１５’は、基板を基板カセット３１０内に搭載、または基板カセット３１０から取り出せるようにするべく、図２〜図４、および／または図１２〜図１４のウィンドウ２３５と整列するよう適合された開口部１７００を含む。加熱チャンバ１４０、１４０’内に採用されている他の第２加熱器３１５’も類似の構造であってもよいが、開口部１７００を設ける必要はないと理解される。特定の一実施形態では、８個の第２加熱器３１５’を採用できる（例えば、１つを加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５の各側壁の付近に、１つを下方区間２１７の各側壁の付近に配置する）。一般的に、各々の区間側壁につき、１つよりも多いまたは少ない数の第２加熱器を採用できる。
【００４６】
[0065]図１７を参照すると、第２加熱器３１５’は、第1加熱器領域１７０２と第２加熱器領域１７０４を含む。第１加熱器領域１７０２は、図に示すように、第２加熱器３１５’内に、第２加熱器３１５’の各縁Ｅ１−３からの距離Ｄだけ延びている。残りの第２加熱器３１５’は第２加熱器領域１７０４を形成する。図に示すように、第２加熱器領域１７０４内には第２加熱器３１５’の頂縁が設けられている。この方法で、図１７の第２加熱器３１５’を加熱チャンバ１４０、１４０’の下方区間２１７内に（例えば、下方区間２１７および／またはウィンドウ２３５が形成されている接続本体の側壁付近に）位置決めし、また、追加の第２加熱器３１５’を、加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５内に位置決めすることで、加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５と下方区間２１７の両方が加熱されるようにすることができる。図１８は、加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５、下方区間２１７内で相互に対して結合できる２つの第２加熱器３１５’を示す。任意の適した機構を採用して第２加熱器３１５’どうしを結合することができる。開口部１７００の例証的な位置を図１８に示す。
【００４７】
[0066]図１７、図１８を参照すると、加熱中に第２加熱器３１５’の第１加熱器領域１７０２は、第２加熱器領域１７０４よりも多くの熱（例えば、より高いワット密度）を提供するよう構成されている。上述したとおり、また、これ以下でさらに説明するように、このような「不均等な」または「制御された」加熱は基板縁における熱損失を補正することができる。例えば第２加熱領域１７０４に関連した第１加熱領域１７０２に追加の電力を伝送することで、第１加熱領域１７０２内での加熱の増加が達成される。図１９を参照して以下に説明する一実施形態では、これを、第２加熱器領域１７０４に関連した第１加熱器領域１７０２内で抵抗加熱素子密度を増加することで達成している。あるいは、またはこれに加えて、抵抗加熱素子を採用している場合には、別個の電源を使用して、第１加熱器領域１７０２および第２加熱器領域１７０４内の抵抗加熱素子に電力供給を行える。この方法を使用すれば、第１加熱器領域１７０２により多くの電力を伝送し、内部での熱生成を増加させることができる。別の実施形態では、１つ以上の追加の熱源（例えばランプ加熱器）を採用して、第１加熱器領域１７０２の熱生成を増加できる。このような追加の熱源は、第２加熱器３１５’の一部分であっても、そうでなくてもよい。これ以外の、第１加熱器領域１７０２の加熱を第２加熱領域１７０４に関連して調整するか、または、上方区間２１５、下方区間２１７の側壁角付近における加熱を増加させる任意の構造を採用してもよい。
【００４８】
[0067]図１９は、図１７の第２加熱器３１５’の例証的な実施形態を示す。図１９を参照すると、第２加熱器３１５’は、加熱器３１５’全体にかけて連続的な蛇行路を形成する抵抗加熱素子１９０２を含む。２つ以上の抵抗加熱素子を、第１加熱領域１７０２、第２加熱領域１７０４のための別個の抵抗加熱素子として採用してもよい。図１９に示すように、第２加熱器領域１７０４に関連して第１加熱器領域１７０２内に効率的により高いユニット毎のエリア加熱素子密度を形成するために、抵抗加熱素子１９０２は、第２加熱器領域１７０２内に、第２加熱器領域１７０４内よりも多くの曲げ部および／または屈曲部を有している。したがって、抵抗加熱素子１９０２に電力が供給されると、第1加熱慮域１７０２内に、第２加熱器領域１７０４内よりも高い加熱が生じる。以下でさらに説明しているように、第１加熱器領域１７０２および第２加熱器領域１７０４の加熱を適切に操作することで、加熱チャンバ１４０、１４０’内で非常に均等な基板加熱処理を実行することができる。このような処理は、大型基板（例えば、７３０×９２０ｍｍ、またはこれ以上）を使用する場合にも均等な加熱を提供する。図２０は、抵抗加熱素子１９０２を各々採用し、加熱チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５と下方区間２１７内で相互に結合できる２つの第２加熱器３１５’を示している。
【００４９】
[0068]抵抗加熱素子１９０２は、図７、図８の加熱要素７１７と類似し、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、またはその他の類似の材料を備えることができる。各々の抵抗加熱素子１９０２は、図７、図８のジャケット３１９と類似し、伝導材料層（図示せず）の１つ以上の内部に配置することができ、この伝導材料層は、抵抗加熱素子１９０２から熱を吸収し、吸収した熱を基板カセット３１０に向けて均等に放射するべく適合されたアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼等であってもよい。少なくとも一実施形態では、加熱器３１５’の放射効率性および／または均等性を向上させるために、最上の伝導層はコバルトベースまたはこれ以外の高放射性材料（例えば、ニッケルまたはステンレス鋼と比較した場合）を備える。第２加熱器３１５’の全てまたは一部をセラミック被覆のような高放射性材料で被覆して、放射効率性および／または均等性をさらに増加させることもできる。例えば、第１加熱器領域１７０２、第２加熱器領域１７０４の一方または両方は、高放射性被覆を含んでもよい。好ましくは、第２加熱器３１５’の少なくとも最も外側の被覆／層は処理抵抗性であり、一般的に異物（例えば銅）を含有していない。このような加熱器は、例えばＷａｔｌｏｗ，Ｉｎｃ．から「厚膜加熱器」の商品名で販売されている。任意の適した加熱素子パターンの使用が可能である。
【００５０】
[0069]寸法約７３０×９２０ｍｍのガラス基板を加熱するために加熱チャンバ１４０、１４０’が採用している本発明の例証的な一実施形態では、各第２加熱器３１５’は、第１加熱器領域１７０２が第２加熱器領域１７０４よりも約２０％高いワット密度を生じるように構成されている。これ以外の、第１加熱器領域１７０２と第２加熱器領域１７０４の間のワット密度変化の採用も可能である。既述のように、第１加熱器領域１７０２は第２加熱器３１５’内に、第２加熱器３１５’の各縁Ｅ１−３から距離Ｄだけ延びている（図１７）。
【００５１】
[0070]７３０×９２０ｍｍの基板の一実施形態では、第1加熱器領域１７０２が第1加熱領域１７０２の各縁Ｅ１−３から延びた距離Ｄは約５インチであり、第２加熱器領域１７０４の幅は約２４．４インチである（したがって、第２加熱器３１５’の全体幅は約３４．４インチになる）。この実施形態では、全体加熱器幅に対する第１加熱器領域１７０２の距離Ｄの比率はおよそ５／３５＝１／７である。本発明の少なくとも一実施形態では、加熱チャンバ１４０、１４０’が別のサイズの基板を加熱するよう構成されていても、この比率が維持される。例えば、加熱チャンバ１４０、１４０’は、１４６０×１８４０ｍｍの基板を加熱するよう構成されている場合、距離Ｄは約１０インチであってもよく、加熱器全体幅は約７０インチであってもよい（この場合、加熱器３１５’の第１／縁加熱器領域１７０２は、第２加熱器領域１７０４よりも約２０％高いワット密度を生じる）。
【００５２】
[0071]第２加熱器３１５’の高さは、加熱器が内部に採用される上方区間２１５または下方区間２１７の高さによって異なる。これ以外の加熱器寸法、および第１加熱器領域１７０２、第２加熱器領域１７０４のこれ以外の寸法の採用も可能である。
【００５３】
[0072]少なくとも1つの実施形態では、第２加熱器３１５’は、加熱器チャンバ１４０、１４０’の上方区間２１５および下方区間２１７の各側壁から約２インチ、さらに、基板カセット３１０から約１．７インチの距離で位置決めされている。これ以外の距離の採用も可能である。
【００５４】
[0073]第２加熱器３１５’（例えば第１加熱器領域１７０２）の縁に沿って、第２加熱器３１５’の中央領域（例えば、第２加熱器領域１７０４）に関連して、加熱を増加させることで、および／または、第２加熱器３１５’上にセラミックのような高放射性被覆を採用することで、加熱チャンバ１４０、１４０’内に非常に均等な温度プロフィールを達成できる。例えば、本発明者は、増加した縁加熱とセラミック被覆の両方を採用することで、７３０×９２０ｍｍの基板（平均温度は約５１８℃）上に＋／−１．５℃の温度変化を達成した。
【００５５】
[0074]前述した説明は本発明の実施形態に向けられているが、請求の範囲によって決定される本発明の基本範囲から逸脱しない限り、本発明のこれ以外の、およびさらなる実施形態の考案が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を有利に使用できる半導体デバイス製造のための典型的な処理システムの平面図である。
【図２】図１の加熱チャンバの例証的な一実施形態の斜視図である。
【図３】基板加熱処理に適合させた、図２の加熱チャンバの一実施形態の断面図である。
【図４】図１〜図３の加熱チャンバおよび搬送チャンバの断面図を示す。
【図５】図１〜図４の例証的な一実施形態の断面平面図を示す。
【図６】図１〜図３の加熱チャンバの部分断面図である。
【図７】図６の第１の例証的な一実施形態を示す。
【図８】図６の第１の例証的な一実施形態を示す。
【図９】加熱された基板支持体と支持ピンの例証的な一実施形態を示し、基板が加熱された基板支持体から離間しており、支持ピンによって支持されることで、加熱空間の下方部分を形成している。
【図１０】図９の加熱された基板支持体の例証的な一実施形態の平面図であり、加熱された基板支持体は、繊維ガラス、ガラス、セラミック、アスベスト、または類似の材料のような１つの熱および電気絶縁材料層内に配置された複数の板状加熱器を備える。
【図１１】基板の温度等高マップであり、約５００℃での熱処理の最中における、周囲温度を標準値として使用した場合の、基板本体全体にかけて標準化された温度変化を示す。
【図１２】図１〜図１１の加熱チャンバの代替の実施形態の斜視図である。
【図１３】図１２の加熱チャンバの斜視図であり、基板カセットを包囲する第２加熱器を露出させるべく上方区間を取り除いた状態を示す。
【図１４】図１２の加熱チャンバの斜視図であり、基板カセットを露出させるべく上方区間と第２加熱器を取り除いた状態を示す。
【図１５】上方区間の側壁と結合した第２加熱器を示す、加熱チャンバの上方区間の斜視図である。
【図１６】下方区間の側壁と結合した第２加熱器を示す、加熱チャンバの下方区間の斜視図である。
【図１７】本発明による、図６〜図８、図１３、図１５、および／または図１６に示した第２加熱器の代替の実施形態の全面図である。
【図１８】加熱チャンバの上方区間および下方区間内で相互に結合された２つの第２加熱器を示す。
【図１９】図１７の第２加熱器の例証的な一実施形態を示す。
【図２０】各々が抵抗加熱素子を採用しており、加熱チャンバの上方区間および下方チャンバ内で相互に結合できる２つの第２加熱器を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１００…処理システム、１０２…処理システムコントローラ、１０４…フロントエンド環境、１０５…基板キャリアまたはポッド、１０６…負荷ロックチャンバ、１０８Ａ−Ｂ…ポッドロードロボット、１１０…搬送チャンバ、１１１…アーム、１１３…ロボット、１１４…処理チャンバ、１１６…保持チャンバ、１１８…ブレード、１４０、１４０’…加熱チャンバ、２１５…上方区間、２１７…下方区間、２３０…接続本体、２３５…ローディングウィンドウ、２４５、２４６、２４７…回転可能に取り付けられたキャスター、２５５…取り付けフレーム、２８５…モータ、２８７…プラットホーム、２８８…リードねじ、３０７…空洞、３０５…本体、３１０…基板カセット、３１２…取り付けフランジ、３１４…溝、３１５、３１５’…加熱器、３１６…底部、３１９…ジャケット、３２２…加熱空間、３２８…基板、３３０…可動部材、３３２…基板搬送面、３３６…基板加熱棚、３４０…加熱された基板支持体、３４２…ピン、３４７…板状加熱器、３６０…ガス流入口、３７２…基板搬送アパーチャ３９０…真空ポンプ、３９２…真空ポート、７１７…連続的な加熱素子、１５０２…固定具、１７００…開口部、１７０２…第１加熱器領域、１７０４…第２加熱器領域。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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