JP2003527738A - 基板ハンドリングチャンバ内の基板支持体の加熱 - Google Patents
基板ハンドリングチャンバ内の基板支持体の加熱Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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Abstract
(57)【要約】
サセプタ１８のような基板支持体を加熱する技術には、サセプタ内部の第一及び第二加熱エレメント４６，４８に対しそれぞれ最終温度設定値を確定するステップが含まれる。加熱エレメントの温度は、所定の加熱速度に従ってそれぞれの各最終温度設定値まで上昇させる。第一及び第二加熱エレメントの温度制御は、加熱エレメントの温度をそれぞれの各最終温度設定値まで上昇させながら第一及び第二加熱エレメントの温度相互の差が所定の値を超えないように行われる。温度の制御には第一及び第二加熱エレメントに対する中間温度設定値を設定するステップが含まれるが、ここで加熱能力が大きい方の加熱エレメントに対する中間温度設定値は、他の加熱エレメントの中間温度設定値の現在値と、所定の値によって決まる。第一及び第二加熱エレメントの温度は、所定の遅延期間に亘りそれぞれの各中間温度設定値に向けて上昇される。
Description
【０００１】
本発明は、一般に基板のハンドリングと基板のプロセスをするチャンバ、特に
このようなチャンバ内にある基板支持体を加熱することに関する。
このようなチャンバ内にある基板支持体を加熱することに関する。
【０００２】
ガラス基板は特に、アクティブマトリックスのテレビジョン映像表示装置及び
コンピュータ情報画像表示装置のような用途に使用されている。各ガラス基板は
それぞれ１００万以上の薄膜トランジスタを収容する多数のディスプレイモニタ
を形成できる。
コンピュータ情報画像表示装置のような用途に使用されている。各ガラス基板は
それぞれ１００万以上の薄膜トランジスタを収容する多数のディスプレイモニタ
を形成できる。
【０００３】
ガラス基板には例えば５５０ｘ６５０ｍｍなる寸法を与えることができる。し
かし、基板上により多くの表示画像が形成できるよう、あるいはより大きな表示
画像が作成できるよう６５０ｘ８３０ｍｍ及びこれ以上のような一層大きな基板
サイズに向かう傾向がある。サイズが大きくなるにつれてプロセスシステムの容
量には、より大きな要求が課されることになる。
かし、基板上により多くの表示画像が形成できるよう、あるいはより大きな表示
画像が作成できるよう６５０ｘ８３０ｍｍ及びこれ以上のような一層大きな基板
サイズに向かう傾向がある。サイズが大きくなるにつれてプロセスシステムの容
量には、より大きな要求が課されることになる。
【０００４】
大型ガラス基板のプロセスには、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、物
理気相堆積（ＰＶＤ）プロセス又はエッチングプロセスの実行を含む数多くの連
続したステップの実行がしばしば含まれる。ガラス基板を処理するシステムには
これらプロセスを実行するため一つ又はそれ以上のプロセスチャンバを含めるこ
とができる。
理気相堆積（ＰＶＤ）プロセス又はエッチングプロセスの実行を含む数多くの連
続したステップの実行がしばしば含まれる。ガラス基板を処理するシステムには
これらプロセスを実行するため一つ又はそれ以上のプロセスチャンバを含めるこ
とができる。
【０００５】
プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）はガラス基板上に電子材料から成る
層を堆積させるため基板のプロセスに広く適用されるもう一つのプロセスである
。ＰＥＣＶＤプロセスにおいて、基板は一対の平行なプレート電極を備えた真空
堆積チャンバ内にセットされる。基板は通常、下部電極としても機能するサセプ
タ上に載せられる。堆積チャンバの内部には上部電極としても機能するガス吸入
マニフォールドから反応体ガスの流れが供給される。プラズマを反応体ガス中に
形成させるに十分なＲＦ電力を発生する二つの電極間に高周波（ＲＦ）電圧が印
加される。プラズマは反応体ガスを分解させ、基板本体の表面に目標とする材料
から成る層を堆積させる。他の反応体ガスをチャンバの内部に流すことによって
第一層上に別な電子材料から成る付加的な層を堆積できる。各反応体ガスはプラ
ズマに曝され、その結果、目標とする材料から成る層の堆積に至る。
層を堆積させるため基板のプロセスに広く適用されるもう一つのプロセスである
。ＰＥＣＶＤプロセスにおいて、基板は一対の平行なプレート電極を備えた真空
堆積チャンバ内にセットされる。基板は通常、下部電極としても機能するサセプ
タ上に載せられる。堆積チャンバの内部には上部電極としても機能するガス吸入
マニフォールドから反応体ガスの流れが供給される。プラズマを反応体ガス中に
形成させるに十分なＲＦ電力を発生する二つの電極間に高周波（ＲＦ）電圧が印
加される。プラズマは反応体ガスを分解させ、基板本体の表面に目標とする材料
から成る層を堆積させる。他の反応体ガスをチャンバの内部に流すことによって
第一層上に別な電子材料から成る付加的な層を堆積できる。各反応体ガスはプラ
ズマに曝され、その結果、目標とする材料から成る層の堆積に至る。
【０００６】
大型ガラス基板のプロセスに関連する幾つかの問題が基板の独特な熱特性のた
めに生じる。例えば、ガラスの比較的低い熱伝導性は基板の均一な加熱又は冷却
を一層困難にする。特に、大面積、薄型基板の端部近傍での熱損失は基板の中央
部近くにおけるものよりも大きくなる傾向があり、その結果、基板全体に亘り不
均一な熱勾配が生じる。従って、サイズに結びついたガラス基板の熱特性は、プ
ロセスした基板表面の異なる部分に形成される電子構成要素に対し均一な特性を
得ることを一層難しくする。その上、基板の不良熱伝導性のため、基板を急速、
均一に加熱又は冷却することが一層難しく、そのために高処理量を達成するには
特別な挑戦が必要となる。
めに生じる。例えば、ガラスの比較的低い熱伝導性は基板の均一な加熱又は冷却
を一層困難にする。特に、大面積、薄型基板の端部近傍での熱損失は基板の中央
部近くにおけるものよりも大きくなる傾向があり、その結果、基板全体に亘り不
均一な熱勾配が生じる。従って、サイズに結びついたガラス基板の熱特性は、プ
ロセスした基板表面の異なる部分に形成される電子構成要素に対し均一な特性を
得ることを一層難しくする。その上、基板の不良熱伝導性のため、基板を急速、
均一に加熱又は冷却することが一層難しく、そのために高処理量を達成するには
特別な挑戦が必要となる。
【０００７】
大型の基板全体に亘ってより均一な温度が得られるように、複数の加熱エレメ
ントを備えたサセプタが使用されてきた。例えば、いくつかのサセプタには内側
加熱エレメントと外側加熱エレメントが含まれている。しかし、複数の加熱エレ
メントを使用すると、時には加熱時にサセプタが変形してしまうことがある。変
形をもたらす一つの原因は内側、外側加熱エレメント相互間に発生する可能性が
ある温度差である。温度差又は温度ギャップが大き過ぎると、サセプタ内部の熱
応力がサセプタを変形に至らしめる可能性があり、ある場合には破壊さえもたら
すことがあり得る。
ントを備えたサセプタが使用されてきた。例えば、いくつかのサセプタには内側
加熱エレメントと外側加熱エレメントが含まれている。しかし、複数の加熱エレ
メントを使用すると、時には加熱時にサセプタが変形してしまうことがある。変
形をもたらす一つの原因は内側、外側加熱エレメント相互間に発生する可能性が
ある温度差である。温度差又は温度ギャップが大き過ぎると、サセプタ内部の熱
応力がサセプタを変形に至らしめる可能性があり、ある場合には破壊さえもたら
すことがあり得る。
【０００８】
通常、一つの態様にあっては、基板支持体を加熱する方法には基板支持体の第
一及び第二加熱エレメントに対しそれぞれの最終温度設定値を確定するステップ
が含まれる。第一及び第二加熱エレメントの温度差が予め決められた所定の値△
Ｔを初期段階で超過すると、温度差はその所定の値以下にされる。次いで、加熱
エレメントの温度は所定の加熱速度Ｒに従いそれぞれの各最終温度設定値ＴF1、
ＴF2まで上げられる。更に、第一及び第二加熱エレメントは温度制御がなされ、
加熱エレメントの温度がそれぞれの各最終温度設定値まで上昇する間に第一及び
第二加熱エレメントの温度相互の差が所定の値△Ｔ以上にならないようになって
いる。
一及び第二加熱エレメントに対しそれぞれの最終温度設定値を確定するステップ
が含まれる。第一及び第二加熱エレメントの温度差が予め決められた所定の値△
Ｔを初期段階で超過すると、温度差はその所定の値以下にされる。次いで、加熱
エレメントの温度は所定の加熱速度Ｒに従いそれぞれの各最終温度設定値ＴF1、
ＴF2まで上げられる。更に、第一及び第二加熱エレメントは温度制御がなされ、
加熱エレメントの温度がそれぞれの各最終温度設定値まで上昇する間に第一及び
第二加熱エレメントの温度相互の差が所定の値△Ｔ以上にならないようになって
いる。
【０００９】
通常、各加熱エレメントの最終温度設定値は同じである必要はない。加熱エレ
メントの温度制御には第一加熱エレメントに対する第一中間温度設定値を設定す
るステップと、第二加熱エレメントに対し第二中間温度設定値を設定するステッ
プを含めることができる。第二中間温度設定値は第一中間温度設定値の現在値と
、所定の値△Ｔによって決まる。次いで、第一及び第二加熱エレメントの温度は
所定の遅延期間に亘りそれぞれの各中間温度設定値に向けて上げられる。遅延期
間の最終点で、新規の中間温度設定値を確定し、第一及び第二加熱エレメントの
少なくとも一方の温度がその各最終温度設定値の所定の数値以内に収まるまでそ
のプロセスを繰り返すことができる。
メントの温度制御には第一加熱エレメントに対する第一中間温度設定値を設定す
るステップと、第二加熱エレメントに対し第二中間温度設定値を設定するステッ
プを含めることができる。第二中間温度設定値は第一中間温度設定値の現在値と
、所定の値△Ｔによって決まる。次いで、第一及び第二加熱エレメントの温度は
所定の遅延期間に亘りそれぞれの各中間温度設定値に向けて上げられる。遅延期
間の最終点で、新規の中間温度設定値を確定し、第一及び第二加熱エレメントの
少なくとも一方の温度がその各最終温度設定値の所定の数値以内に収まるまでそ
のプロセスを繰り返すことができる。
【００１０】
一部の実施では、第二加熱エレメントに適用する第二中間温度値は第一中間温
度設定値の現在値及び所定の値△Ｔの和に等しくなるように設定する。第一中間
温度設定値の値は第一加熱エレメントの現在温度と、所定の加熱速度Ｒに従って
決めることができる。例えば、第一中間温度設定値は第一加熱エレメントの現在
温度と、所定の加熱速度Ｒの値との和に等しく設定することができる。
度設定値の現在値及び所定の値△Ｔの和に等しくなるように設定する。第一中間
温度設定値の値は第一加熱エレメントの現在温度と、所定の加熱速度Ｒに従って
決めることができる。例えば、第一中間温度設定値は第一加熱エレメントの現在
温度と、所定の加熱速度Ｒの値との和に等しく設定することができる。
【００１１】
他の態様にあっては、基板ハンドリング装置には基板プロセスチャンバと、そ
のチャンバの内部に配した基板支持体が含まれる。基板支持体には基板支持体を
加熱する第一及び第二加熱エレメントと、前記の技術に従い加熱エレメントの温
度を制御する制御装置が含まれる。
のチャンバの内部に配した基板支持体が含まれる。基板支持体には基板支持体を
加熱する第一及び第二加熱エレメントと、前記の技術に従い加熱エレメントの温
度を制御する制御装置が含まれる。
【００１２】
一部の実施にあっては、第一及び第二加熱エレメントはそれぞれ基板支持体の
内部に埋め込んだ内側、外側加熱エレメントである。更に、加熱エレメントには
異なる熱容量をもたせることができる。例えば一つの実施によれば、第二加熱エ
レメントは第一加熱エレメントの加熱能力より大きな加熱能力を有する。
内部に埋め込んだ内側、外側加熱エレメントである。更に、加熱エレメントには
異なる熱容量をもたせることができる。例えば一つの実施によれば、第二加熱エ
レメントは第一加熱エレメントの加熱能力より大きな加熱能力を有する。
【００１３】
本明細書に記載する技術は、加熱エレメントを二つだけ備えた基板支持体に限
定するものではない。寧ろ、その技術は三つ以上の加熱エレメント又は三つ以上
の加熱ゾーンを備えた基板支持体の加熱に適用できる。
定するものではない。寧ろ、その技術は三つ以上の加熱エレメント又は三つ以上
の加熱ゾーンを備えた基板支持体の加熱に適用できる。
【００１４】
更に、各種の実施において、加熱エレメントに対する一つ又はそれ以上の最終
温度設定値、所定の加熱速度Ｒ及び所定の値△Ｔはユーザが選択でき、それによ
って異なるシステム又は構成に対し容易に変更できる融通性のある技術が提供さ
れる。
温度設定値、所定の加熱速度Ｒ及び所定の値△Ｔはユーザが選択でき、それによ
って異なるシステム又は構成に対し容易に変更できる融通性のある技術が提供さ
れる。
【００１５】
各種の実施には、一つ又はそれ以上の以下に述べる利点が含まれる。各加熱エ
レメントの中間温度設定値を増大させる速度は例えば、加熱エレメントの容量の
限界内で、所定の加熱速度Ｒと同じ程度になるように設計する。加熱エレメント
が現在の中間温度設定値に近づく度に中間温度設定値を増大することができ、そ
れによって比較的高いデューティサイクルを維持する。制限した温度ギャップを
加熱エレメント相互間で維持し、中間温度設定値を最終温度設定値に向けて増大
すると、加熱能力が大きな加熱エレメントから加熱能力が小さな加熱エレメント
への熱伝達が発生する。従って、加熱能力の大きな加熱エレメントはそれ自身の
加熱だけのために使用されてきた場合のデューティサイクルよりも高率のデュー
ティサイクルで稼動する。言い換えれば、能力が大きな加熱エレメントのパワー
は能力の小さな加熱エレメントに近い基板支持体領域の温度上昇に用いられる。
レメントの中間温度設定値を増大させる速度は例えば、加熱エレメントの容量の
限界内で、所定の加熱速度Ｒと同じ程度になるように設計する。加熱エレメント
が現在の中間温度設定値に近づく度に中間温度設定値を増大することができ、そ
れによって比較的高いデューティサイクルを維持する。制限した温度ギャップを
加熱エレメント相互間で維持し、中間温度設定値を最終温度設定値に向けて増大
すると、加熱能力が大きな加熱エレメントから加熱能力が小さな加熱エレメント
への熱伝達が発生する。従って、加熱能力の大きな加熱エレメントはそれ自身の
加熱だけのために使用されてきた場合のデューティサイクルよりも高率のデュー
ティサイクルで稼動する。言い換えれば、能力が大きな加熱エレメントのパワー
は能力の小さな加熱エレメントに近い基板支持体領域の温度上昇に用いられる。
【００１６】
その上、中間温度設定値相互間の差を所定の値に制限することによって、加熱
エレメント相互間の温度差が所定の値△Ｔを超えようとする可能性が低くなる。
所定の値△Ｔが注意深く選択されれば、次ぎにその低下がまた基板支持体が変形
し破壊する確度を実質的に軽減することができる。
エレメント相互間の温度差が所定の値△Ｔを超えようとする可能性が低くなる。
所定の値△Ｔが注意深く選択されれば、次ぎにその低下がまた基板支持体が変形
し破壊する確度を実質的に軽減することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴と利点は以下の詳細な説明、付属図面及び請求の範囲から明
らかになろう。
らかになろう。
【００１８】
図１を参照すると、プラズマ強化化学気相堆積装置１０には上部壁１４を貫通
する開口部と、開口部内部に第一電極又はガス入口マニフォールド１６を備えた
堆積チャンバ１２が含まれる。あるいはそれに代わって、上部壁１４は上部壁内
面に電極１６を隣接させたソリッド構造にすることができる。例えば平板状のサ
セプタ１８の如き基板支持体はチャンバ１２の内部で第一電極１６に平行な広が
りを有する。サセプタ１８はアルミニウムで形成し、一層の酸化アルミニウムで
被覆することができる。サセプタ１８の内部に埋め込んでいるのは、第一又は内
側加熱エレメント４６と第二又は外側加熱エレメント４８（図２）であり、これ
らは例えば加熱コイルとして形成できる。一部の実施にあっては、加熱エレメン
ト４６、４８はこれらがサセプタ又は他の基板支持体に熱を授受できるのであれ
ば、サセプタ１８の内部に埋め込む必要はない。
する開口部と、開口部内部に第一電極又はガス入口マニフォールド１６を備えた
堆積チャンバ１２が含まれる。あるいはそれに代わって、上部壁１４は上部壁内
面に電極１６を隣接させたソリッド構造にすることができる。例えば平板状のサ
セプタ１８の如き基板支持体はチャンバ１２の内部で第一電極１６に平行な広が
りを有する。サセプタ１８はアルミニウムで形成し、一層の酸化アルミニウムで
被覆することができる。サセプタ１８の内部に埋め込んでいるのは、第一又は内
側加熱エレメント４６と第二又は外側加熱エレメント４８（図２）であり、これ
らは例えば加熱コイルとして形成できる。一部の実施にあっては、加熱エレメン
ト４６、４８はこれらがサセプタ又は他の基板支持体に熱を授受できるのであれ
ば、サセプタ１８の内部に埋め込む必要はない。
【００１９】
加熱エレメント４６、４８の加熱能力は同一にすることができるが、一つの実
施において、外側加熱エレメント４８は比較的大きな加熱能力を有しているが、
これに対し内側加熱エレメント４６の加熱能力は比較的小さい。例えば、図に記
載した実施では、約４０キロワット（ｋＷ）が外側加熱エレメント４８に供給さ
れ、約２０キロワット（ｋＷ）が内側加熱エレメント４６に供給される。外側加
熱エレメント４８により大きな電力を供給すれば、サセプタ１８の外周近傍では
定型的に一層大きくなる熱損の補正に役立てることができる。しかし、他の実施
にあって、内側加熱エレメント４６に外側加熱エレメントよりも一層大きな電力
を供給し、内側、外側加熱エレメント４６、４８の役割を逆転させることができ
る。加熱エレメント４６、４８に異なる加熱能力を与えるため異なる電源を用い
ることができる。あるいはそれに代わって、共通の電源を用いてもよく、異なる
材料で加熱エレメントを製作することによって、加熱エレメント４６、４８の加
熱能力を異なるものにすることができる。いずれの加熱エレメントにより大きな
加熱能力を与えるべきかの選択は特に、加熱エレメント４６、４８が加熱しよう
とするサセプタ１８上のそれぞれのゾーンのサイズによって決まる。いずれにし
ても、加熱エレメント４６、４８に異なる加熱能力を与えることは、６５０ｍｍ
ｘ８３０ｍｍ及びこれより大きな寸法のガラス基板を処理する上では、ガラスの
熱特性はもとよりガラス基板のサイズが大きいが故に、特に重要なことになり得
る。
施において、外側加熱エレメント４８は比較的大きな加熱能力を有しているが、
これに対し内側加熱エレメント４６の加熱能力は比較的小さい。例えば、図に記
載した実施では、約４０キロワット（ｋＷ）が外側加熱エレメント４８に供給さ
れ、約２０キロワット（ｋＷ）が内側加熱エレメント４６に供給される。外側加
熱エレメント４８により大きな電力を供給すれば、サセプタ１８の外周近傍では
定型的に一層大きくなる熱損の補正に役立てることができる。しかし、他の実施
にあって、内側加熱エレメント４６に外側加熱エレメントよりも一層大きな電力
を供給し、内側、外側加熱エレメント４６、４８の役割を逆転させることができ
る。加熱エレメント４６、４８に異なる加熱能力を与えるため異なる電源を用い
ることができる。あるいはそれに代わって、共通の電源を用いてもよく、異なる
材料で加熱エレメントを製作することによって、加熱エレメント４６、４８の加
熱能力を異なるものにすることができる。いずれの加熱エレメントにより大きな
加熱能力を与えるべきかの選択は特に、加熱エレメント４６、４８が加熱しよう
とするサセプタ１８上のそれぞれのゾーンのサイズによって決まる。いずれにし
ても、加熱エレメント４６、４８に異なる加熱能力を与えることは、６５０ｍｍ
ｘ８３０ｍｍ及びこれより大きな寸法のガラス基板を処理する上では、ガラスの
熱特性はもとよりガラス基板のサイズが大きいが故に、特に重要なことになり得
る。
【００２０】
サセプタ１８はそれが第二電極として機能するよう接地接続し、チャンバ１２
の底部壁２２を垂直に貫通するシャフト２０（図１）の端部に装着する。シャフ
ト２０は垂直方向に移動自由であり、サセプタ１８が第一電極１６に向かう方向
と、遠ざかる方向に垂直移動ができるようにしている。
の底部壁２２を垂直に貫通するシャフト２０（図１）の端部に装着する。シャフ
ト２０は垂直方向に移動自由であり、サセプタ１８が第一電極１６に向かう方向
と、遠ざかる方向に垂直移動ができるようにしている。
【００２１】
離昇プレート２４はサセプタ１８と、サセプタに実質上平行なチャンバ１２の
底部壁２２との間に水平な広がりを有し、垂直に移動ができる。離昇ピン２６は
離昇プレート２４から垂直上方に突起している。離昇ピン２６はサセプタ１８に
あるリフト穴２８を貫通して伸びることができるよう位置決めされ、サセプタの
厚さよりも僅かに大きな長さを有する。図１には二本の離昇ピン２６のみが記載
されているが、離昇プレート２４の周囲には付加的な離昇ピンを定間隔に配して
もよい。
底部壁２２との間に水平な広がりを有し、垂直に移動ができる。離昇ピン２６は
離昇プレート２４から垂直上方に突起している。離昇ピン２６はサセプタ１８に
あるリフト穴２８を貫通して伸びることができるよう位置決めされ、サセプタの
厚さよりも僅かに大きな長さを有する。図１には二本の離昇ピン２６のみが記載
されているが、離昇プレート２４の周囲には付加的な離昇ピンを定間隔に配して
もよい。
【００２２】
ガス出口３０はチャンバ１２の側壁３２を貫通して伸び、チャンバの排気をす
るシステム（図には示さず）に接続される。ガス吸入パイプ４２はガス吸入マニ
ホールド１６の内部に伸び、ガススイッチングネットワークを介して各種ガスの
供給源（図には示さず）に接続される。第一電極１６はＲＦ電源３６に接続され
る。搬送機構（図には示さず）を設置してロードロックドアから基板３８を堆積
チャンバ１２の内部に移動できるようにし、そのチャンバ内では基板をサセプタ
１８上に搬送ができる（図１、図３）。搬送機構は、処理した基板をチャンバか
ら取り出すためにも使用される。
るシステム（図には示さず）に接続される。ガス吸入パイプ４２はガス吸入マニ
ホールド１６の内部に伸び、ガススイッチングネットワークを介して各種ガスの
供給源（図には示さず）に接続される。第一電極１６はＲＦ電源３６に接続され
る。搬送機構（図には示さず）を設置してロードロックドアから基板３８を堆積
チャンバ１２の内部に移動できるようにし、そのチャンバ内では基板をサセプタ
１８上に搬送ができる（図１、図３）。搬送機構は、処理した基板をチャンバか
ら取り出すためにも使用される。
【００２３】
基板３８をサセプタ１８上へ転送する前に、サセプタは目標温度、例えば約４
００℃まで予熱される。以下に詳しく述べるように、コンピュータ又は他のプロ
セッサのような温度制御装置５０（図４）が加熱エレメント４６、４８の温度を
制御する。制御装置５０はソフトウエアによってプログラム操作され、以下に説
明する機能を実行する構成である。熱電対５２は加熱エレメント４６、４８の温
度測定に使用することができ、制御装置５０に接続して測定した温度情報を制御
装置に供給する。
００℃まで予熱される。以下に詳しく述べるように、コンピュータ又は他のプロ
セッサのような温度制御装置５０（図４）が加熱エレメント４６、４８の温度を
制御する。制御装置５０はソフトウエアによってプログラム操作され、以下に説
明する機能を実行する構成である。熱電対５２は加熱エレメント４６、４８の温
度測定に使用することができ、制御装置５０に接続して測定した温度情報を制御
装置に供給する。
【００２４】
ソフトウエアによって、ユーザは内側、外側加熱エレメント４６、４８の温度
に対する最終温度設定値ＴF1、ＴF2を含むいくつかの変数の数値を入力できるよ
うになる。ユーザが決定した変数の数値は制御装置５０に接続した例えばキーボ
ード５４又は他の入力装置を使用して入力できる。加熱エレメント４６、４８に
対する最終温度設定値ＴF1、ＴF2は互いに異なるもので差し支えない。異なる設
定値を与えるとサセプタ１８の一エリヤから他のエリヤへの熱流を以下に詳しく
述べるように更に正確に制御できるようになる。このような熱流はガラス基板の
サイズが大きく、熱特性が比較的劣っている基板の補正に望ましことがある。
に対する最終温度設定値ＴF1、ＴF2を含むいくつかの変数の数値を入力できるよ
うになる。ユーザが決定した変数の数値は制御装置５０に接続した例えばキーボ
ード５４又は他の入力装置を使用して入力できる。加熱エレメント４６、４８に
対する最終温度設定値ＴF1、ＴF2は互いに異なるもので差し支えない。異なる設
定値を与えるとサセプタ１８の一エリヤから他のエリヤへの熱流を以下に詳しく
述べるように更に正確に制御できるようになる。このような熱流はガラス基板の
サイズが大きく、熱特性が比較的劣っている基板の補正に望ましことがある。
【００２５】
ソフトウエアはまた、加熱エレメント４６、４８の温度が上昇する概算速度（
℃／分）を決定する加熱速度Ｒの値をユーザが選択できるようにもする。一つの
代表的な実施例にあって、Ｒは１０℃／分に設定される。システムがある加熱速
度Ｒによって過熱したり、さもなければ損傷を受けるようであれば、ソフトウエ
アのインターロック機能によってそのような値Ｒの適用を防止する。最大速度を
超過する値のＲがユーザによって選択されると、システムは稼動が停止されるか
、あるいは加熱速度Ｒに対する最大デフォルト値が適用されるようにすることが
できる。
℃／分）を決定する加熱速度Ｒの値をユーザが選択できるようにもする。一つの
代表的な実施例にあって、Ｒは１０℃／分に設定される。システムがある加熱速
度Ｒによって過熱したり、さもなければ損傷を受けるようであれば、ソフトウエ
アのインターロック機能によってそのような値Ｒの適用を防止する。最大速度を
超過する値のＲがユーザによって選択されると、システムは稼動が停止されるか
、あるいは加熱速度Ｒに対する最大デフォルト値が適用されるようにすることが
できる。
【００２６】
一部の実施にあっては、ユーザはまた、内側加熱エレメント４６の測定温度Ｔ 1
と、外側加熱エレメント４８の測定温度Ｔ2との間の差△Ｔに対しての最大許容
値も入力できる。しかし他の実施では、△Ｔの値はソフトウエアに予備設定され
ており、ユーザによって決定はされない。いずれにしても、△Ｔの値はサセプタ
１８を加熱する前に決定される。一つの代表的実施例においては、△Ｔの値は２
０℃に設定されるが、サセプタ１８の特有な構造と、実行しようとするプロセス
によっては他の値も適用できる。ユーザが決定した値は記憶装置５６に記憶され
る。
値も入力できる。しかし他の実施では、△Ｔの値はソフトウエアに予備設定され
ており、ユーザによって決定はされない。いずれにしても、△Ｔの値はサセプタ
１８を加熱する前に決定される。一つの代表的実施例においては、△Ｔの値は２
０℃に設定されるが、サセプタ１８の特有な構造と、実行しようとするプロセス
によっては他の値も適用できる。ユーザが決定した値は記憶装置５６に記憶され
る。
【００２７】
図５Ａ、図５Ｂを参照すると、ユーザが最終温度設定値ＴF1、ＴF2及び加熱速
度Ｒの値を含むユーザ決定変数の数値を入力すると、これらの数値は記憶装置５
６から読み取られる（ステップ１００）。△Ｔの数値がユーザによって設定され
ると、その数値も記憶装置から検索される。各種ブールタイプと他の変数が初期
設定される（ステップ１０２）。例えば、ブールフラッグＦは初期段階では“偽
”に設定される。内側加熱エレメント４６の温度が最終温度設定値ＴF1以下の所
定の数値ＴSよりも小さければ、即ちＴ1＜ＴF1−ＴSなる関係にあれば、フラッ
グＦの状態は“真”に切り替わる。例えば一実施形態にあっては、所定の数値Ｔ S は５℃である。それ故、最終温度設定値ＴF1が４００℃に設定されているとす
ると、フラッグＦは内側加熱エレメント４６の温度が３９５℃以下であれば“真
”に切り替わる。更に、△Ｔの数値がユーザによって設定されなければ、ステッ
プ１０２で△Ｔの数値も初期設定されることになろう。
度Ｒの値を含むユーザ決定変数の数値を入力すると、これらの数値は記憶装置５
６から読み取られる（ステップ１００）。△Ｔの数値がユーザによって設定され
ると、その数値も記憶装置から検索される。各種ブールタイプと他の変数が初期
設定される（ステップ１０２）。例えば、ブールフラッグＦは初期段階では“偽
”に設定される。内側加熱エレメント４６の温度が最終温度設定値ＴF1以下の所
定の数値ＴSよりも小さければ、即ちＴ1＜ＴF1−ＴSなる関係にあれば、フラッ
グＦの状態は“真”に切り替わる。例えば一実施形態にあっては、所定の数値Ｔ S は５℃である。それ故、最終温度設定値ＴF1が４００℃に設定されているとす
ると、フラッグＦは内側加熱エレメント４６の温度が３９５℃以下であれば“真
”に切り替わる。更に、△Ｔの数値がユーザによって設定されなければ、ステッ
プ１０２で△Ｔの数値も初期設定されることになろう。
【００２８】
次いで、内側加熱エレメント４６の温度Ｔ1又は外側加熱エレメント４８の温
度Ｔ2がその各最終温度設定値ＴF1、あるいはＴF2以上であるかどうかの決定が
行われる（ステップ１０４）。システムが初めて稼動されるとき、両加熱エレメ
ント４６、４８は通常、それぞれの最終温度設定値以下であろう。しかし、ステ
ップ１０４での決定の応答が肯定であれば、そこで両加熱エレメント４６、４８
は稼動を停止される（ステップ１０６）。制御装置５０は所定の時間、例えば３
０秒待ち（ステップ１０８）、次いで、ステップ１０４に復帰し温度Ｔ1、Ｔ2を
チェックする。制御装置５０は両加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終
温度設定値ＴF1、ＴF2以下になるまでステップ１０４〜１０８で構成されるルー
プを介し命令の反復を継続する。制御装置５０は次いで加熱エレメント４６、４
８に電源供給をできるようにして、それぞれを初期設定する（ステップ１１０）
。
度Ｔ2がその各最終温度設定値ＴF1、あるいはＴF2以上であるかどうかの決定が
行われる（ステップ１０４）。システムが初めて稼動されるとき、両加熱エレメ
ント４６、４８は通常、それぞれの最終温度設定値以下であろう。しかし、ステ
ップ１０４での決定の応答が肯定であれば、そこで両加熱エレメント４６、４８
は稼動を停止される（ステップ１０６）。制御装置５０は所定の時間、例えば３
０秒待ち（ステップ１０８）、次いで、ステップ１０４に復帰し温度Ｔ1、Ｔ2を
チェックする。制御装置５０は両加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終
温度設定値ＴF1、ＴF2以下になるまでステップ１０４〜１０８で構成されるルー
プを介し命令の反復を継続する。制御装置５０は次いで加熱エレメント４６、４
８に電源供給をできるようにして、それぞれを初期設定する（ステップ１１０）
。
【００２９】
次ぎに、制御装置５０は加熱エレメント４６、４８の現在温度Ｔ1、Ｔ2の差が
確実に最大許容差△Ｔを超えないようにするため予熱準備段階の操作を実行する
。従って、Ｔ1−Ｔ2の値が△Ｔの数値を超えているかどうかについての決定が行
われる（ステップ１１２）。その値が△Ｔを超過していなければ、即ち第一及び
第二加熱エレメント４６、４８相互間の温度差が過大でなければ、制御装置５０
は、以下に説明するようにサセプタ１８の温度を目標の最終温度設定値にまで上
昇させる予備的なサセプタ加熱プロセスの実行へ進む。
確実に最大許容差△Ｔを超えないようにするため予熱準備段階の操作を実行する
。従って、Ｔ1−Ｔ2の値が△Ｔの数値を超えているかどうかについての決定が行
われる（ステップ１１２）。その値が△Ｔを超過していなければ、即ち第一及び
第二加熱エレメント４６、４８相互間の温度差が過大でなければ、制御装置５０
は、以下に説明するようにサセプタ１８の温度を目標の最終温度設定値にまで上
昇させる予備的なサセプタ加熱プロセスの実行へ進む。
【００３０】
他方、ステップ１１２でＴ1とＴ2の差が△Ｔ以上であることが決定されると、
より温度の高い加熱エレメント、例えば外側加熱エレメント４８の稼動が停止さ
れ、残る加熱エレメント４６が加熱される（ステップ１１４）。ステップ１１４
の期間に中間温度設定値Ｔ1(INT)が内側加熱エレメント４６の温度に対し確定さ
れるが、それは下式で表される。
より温度の高い加熱エレメント、例えば外側加熱エレメント４８の稼動が停止さ
れ、残る加熱エレメント４６が加熱される（ステップ１１４）。ステップ１１４
の期間に中間温度設定値Ｔ1(INT)が内側加熱エレメント４６の温度に対し確定さ
れるが、それは下式で表される。
【００３１】
Ｔ1(INT) ＝Ｔ1＋［（Ｒ）ｘ（分）］
更に、ステップ１１４の期間に内側加熱エレメント４６はＲの値より最大限大
きな速度で加熱することが許容される。例えば、一つの実施において、内側加熱
エレメント４６はＲの値の二倍に等しい最大速度で加熱することが許容される。
勿論、このステップの期間に内側加熱エレメントが加熱される実速度は加熱エレ
メントの物理的能力によって制限されることがある。制御装置５０はそこで所定
の遅延期間が経過するのを待つ（ステップ１１６）。所定の遅延期間は例えば３
０秒にすることができる。遅延期間にあって、内側加熱エレメント４６の温度は
Ｔ1(INT)の現在値以上になることは許されない。遅延期間の最終点で、制御装置
５０はステップ１１２に復帰しＴ1−Ｔ2の値が△Ｔの値を超過しているかどうか
を決定する。内側加熱エレメントの温度Ｔ1と外側加熱エレメントの温度Ｔ2相互
の差が△Ｔを超過しなくなるまで制御装置はステップ１１２〜１１６で構成する
ループの実行を継続する。制御装置５０は次いで、サセプタ１８の温度を目標の
最終温度設定値まで上昇させる予備的なサセプタ加熱プロセスを実行する。
きな速度で加熱することが許容される。例えば、一つの実施において、内側加熱
エレメント４６はＲの値の二倍に等しい最大速度で加熱することが許容される。
勿論、このステップの期間に内側加熱エレメントが加熱される実速度は加熱エレ
メントの物理的能力によって制限されることがある。制御装置５０はそこで所定
の遅延期間が経過するのを待つ（ステップ１１６）。所定の遅延期間は例えば３
０秒にすることができる。遅延期間にあって、内側加熱エレメント４６の温度は
Ｔ1(INT)の現在値以上になることは許されない。遅延期間の最終点で、制御装置
５０はステップ１１２に復帰しＴ1−Ｔ2の値が△Ｔの値を超過しているかどうか
を決定する。内側加熱エレメントの温度Ｔ1と外側加熱エレメントの温度Ｔ2相互
の差が△Ｔを超過しなくなるまで制御装置はステップ１１２〜１１６で構成する
ループの実行を継続する。制御装置５０は次いで、サセプタ１８の温度を目標の
最終温度設定値まで上昇させる予備的なサセプタ加熱プロセスを実行する。
【００３２】
制御装置５０が実行するアルゴリズムは、加熱エレメントの温度差が確実に
△Ｔを超えなくすることに役立つが、加熱エレメントの温度相互間に非ゼロギャ
ップを維持すると、サセプタ１８を一層高速に、一層効率的に加熱できるように
する熱流がサセプタ１８のエリヤ間に発生し得ることになる。それ故、以下にさ
らに全体を説明するように、例えば加熱能力の大きい方の外側加熱エレメント４
８を使用し、内側加熱エレメント４６による加熱を増強することができる。
△Ｔを超えなくすることに役立つが、加熱エレメントの温度相互間に非ゼロギャ
ップを維持すると、サセプタ１８を一層高速に、一層効率的に加熱できるように
する熱流がサセプタ１８のエリヤ間に発生し得ることになる。それ故、以下にさ
らに全体を説明するように、例えば加熱能力の大きい方の外側加熱エレメント４
８を使用し、内側加熱エレメント４６による加熱を増強することができる。
【００３３】
一般に、予備的なサセプタ加熱プロセスは、以下に説明するように、加熱エレ
メント４６、４８の温度相互の差を△Ｔ以下の値に維持しながらユーザが選択す
る速度Ｒに基づきサセプタ１８をその最終温度まで可能な限り早く加熱できるよ
うに設計される。両加熱エレメントを稼動させ（ステップ１１８）、内側加熱エ
レメント４６の温度Ｔ1がＴF1−ＴS以下であるか、あるいは外側加熱エレメント
４８の温度Ｔ2がＴF2−ＴS以下であるかについての決定が行われる（ステップ１
２０）。両加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終温度設定値に近ければ
、即ち、ステップ１２０での決定の応答が否定であれば、両加熱エレメントの中
間温度設定値Ｔ1(INT)、Ｔ2(INT)がそれぞれ最終温度設定値ＴF1、ＴF2に設定さ
れ、サセプタ１８をその最終温度まで加熱ができるようになる（ステップ１４０
）。次いで、予備的なサセプタ加熱プロセスが完了することになり、制御装置５
０は加熱エレメント４６、４８を制御してサセプタ温度を目標レベルに維持する
。
メント４６、４８の温度相互の差を△Ｔ以下の値に維持しながらユーザが選択す
る速度Ｒに基づきサセプタ１８をその最終温度まで可能な限り早く加熱できるよ
うに設計される。両加熱エレメントを稼動させ（ステップ１１８）、内側加熱エ
レメント４６の温度Ｔ1がＴF1−ＴS以下であるか、あるいは外側加熱エレメント
４８の温度Ｔ2がＴF2−ＴS以下であるかについての決定が行われる（ステップ１
２０）。両加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終温度設定値に近ければ
、即ち、ステップ１２０での決定の応答が否定であれば、両加熱エレメントの中
間温度設定値Ｔ1(INT)、Ｔ2(INT)がそれぞれ最終温度設定値ＴF1、ＴF2に設定さ
れ、サセプタ１８をその最終温度まで加熱ができるようになる（ステップ１４０
）。次いで、予備的なサセプタ加熱プロセスが完了することになり、制御装置５
０は加熱エレメント４６、４８を制御してサセプタ温度を目標レベルに維持する
。
【００３４】
他方、ステップ１２０での決定の応答が肯定であれば、即ち、加熱エレメント
４６、４８の少なくとも一方の温度がその各最終温度設定値に近くなければ、内
側加熱エレメント４６の温度Ｔ1がＴF1−ＴS以下であるかどうかについての決定
が行われる（ステップ１２４）。決定の応答が否定であれば、即ち内側加熱エレ
メント４６の温度がその最終温度設定値ＴF1に近ければ、フラッグＦがクリヤさ
れて“偽”になり、内側加熱エレメント４６に対する中間温度設定値Ｔ1(INT)は
最終設定値ＴF1に設定される（ステップ１２６）。
４６、４８の少なくとも一方の温度がその各最終温度設定値に近くなければ、内
側加熱エレメント４６の温度Ｔ1がＴF1−ＴS以下であるかどうかについての決定
が行われる（ステップ１２４）。決定の応答が否定であれば、即ち内側加熱エレ
メント４６の温度がその最終温度設定値ＴF1に近ければ、フラッグＦがクリヤさ
れて“偽”になり、内側加熱エレメント４６に対する中間温度設定値Ｔ1(INT)は
最終設定値ＴF1に設定される（ステップ１２６）。
【００３５】
ステップ１２４での決定の応答が肯定であれば、即ち内側加熱エレメント４６
の温度Ｔ1がその最終温度設定値ＴF1に近くなければ、フラッグＦは“真”にセ
ットされる（ステップ１２８）。更に、内側加熱エレメント４６の温度に対する
中間温度設定値Ｔ1(INT)は内側加熱エレメントの現在温度Ｔ1及び加熱速度Ｒに
よる値の和に等しく、即ちＴ1(INT)＝［（Ｒ）ｘ（分）］に設定される。
の温度Ｔ1がその最終温度設定値ＴF1に近くなければ、フラッグＦは“真”にセ
ットされる（ステップ１２８）。更に、内側加熱エレメント４６の温度に対する
中間温度設定値Ｔ1(INT)は内側加熱エレメントの現在温度Ｔ1及び加熱速度Ｒに
よる値の和に等しく、即ちＴ1(INT)＝［（Ｒ）ｘ（分）］に設定される。
【００３６】
アルゴリズムがステップ１２６に、あるいはステプ１２８〜１３０に従ってい
るかとは無関係に、制御装置５０は三つの条件が満たされているか、どうかにつ
いての決定を行うまで進む（ステップ１３２）。第一に、フラッグＦは“真”に
設定しなければならない、即ち内側加熱エレメント４６の温度Ｔ1はその最終温
度設定値ＴF1よりも少なくともＴSだけ低くしなければならない。第二に、外側
加熱エレメント４８の温度Ｔ2もその最終温度設定値よりも十分低くなくてはな
らない、即ちＴ2＜ＴF2−ＴSにしなければならない。第三に、△Ｔと内側加熱エ
レメント４６に対し確定した現在の中間温度設定値Ｔ1(INT)との和は外側加熱エ
レメントに対する最終温度設定値ＴF2以下でなければならない、即ち△Ｔ＋Ｔ1( INT) ＜ＴF2でなければならない。この最後の条件はアルゴリズムがステップ１３
６に進めば、外側加熱エレメント４８が最終温度設定値ＴF2を超過するのを防止
する上で役立つ。
るかとは無関係に、制御装置５０は三つの条件が満たされているか、どうかにつ
いての決定を行うまで進む（ステップ１３２）。第一に、フラッグＦは“真”に
設定しなければならない、即ち内側加熱エレメント４６の温度Ｔ1はその最終温
度設定値ＴF1よりも少なくともＴSだけ低くしなければならない。第二に、外側
加熱エレメント４８の温度Ｔ2もその最終温度設定値よりも十分低くなくてはな
らない、即ちＴ2＜ＴF2−ＴSにしなければならない。第三に、△Ｔと内側加熱エ
レメント４６に対し確定した現在の中間温度設定値Ｔ1(INT)との和は外側加熱エ
レメントに対する最終温度設定値ＴF2以下でなければならない、即ち△Ｔ＋Ｔ1( INT) ＜ＴF2でなければならない。この最後の条件はアルゴリズムがステップ１３
６に進めば、外側加熱エレメント４８が最終温度設定値ＴF2を超過するのを防止
する上で役立つ。
【００３７】
これら三条件の内一つ又はそれ以上が満たされないとき、外側加熱エレメント
４８の中間温度設定値Ｔ2(INT)はそこで最終温度設定値ＴF2に等しく設定される
（ステップ１３４）。次いで制御装置５０は所定の遅延期間が経過するのを待つ
（ステップ１３８）。所定の遅延期間は例えば６０秒にすることができるが、状
況によっては他の遅延が適切であることもある。遅延期間の最終点で制御装置５
０はステップ１２０に復帰する。
４８の中間温度設定値Ｔ2(INT)はそこで最終温度設定値ＴF2に等しく設定される
（ステップ１３４）。次いで制御装置５０は所定の遅延期間が経過するのを待つ
（ステップ１３８）。所定の遅延期間は例えば６０秒にすることができるが、状
況によっては他の遅延が適切であることもある。遅延期間の最終点で制御装置５
０はステップ１２０に復帰する。
【００３８】
他方、ステップ１３２において三つの条件総てが満たされるとき、外側加熱エ
レメント４８に対する中間温度設定値Ｔ2(INT)は下式に従い、ステップ１３６に
示されるように設定される。
レメント４８に対する中間温度設定値Ｔ2(INT)は下式に従い、ステップ１３６に
示されるように設定される。
【００３９】
Ｔ2(INT)＝Ｔ1(INT)＋△Ｔ
次いで制御装置５０は所定の遅延期間が経過するのを待つ（ステップ１３８）。
所定の遅延期間は例えば６０秒にすることができるが、状況によっては他の遅延
が適切であることもある。遅延期間の最終点で制御装置５０はステップ１２０に
復帰する。
所定の遅延期間は例えば６０秒にすることができるが、状況によっては他の遅延
が適切であることもある。遅延期間の最終点で制御装置５０はステップ１２０に
復帰する。
【００４０】
一般に、ステップ１３８における遅延期間に亘り、内側加熱エレメント４６の
温度Ｔ1はＴ1(INT)の現在値を超過すべきではなく、外側加熱エレメント４８の
温度Ｔ2がＴ2(INT)の現在値を超えることは許されない。Ｔ1(INT)とＴ2(INT)を
ステップ１３６における方程式で表されるように相互依存させることで、加熱エ
レメント４６、４８の温度Ｔ1、Ｔ2相互の差が過大になる確度が大幅に軽減され
る。それ故、サセプタ１８はその最終温度までユーザが選択する速度Ｒに従い、
同時にサセプタが破損する可能性が実質的に軽減される方式で加熱できる。
温度Ｔ1はＴ1(INT)の現在値を超過すべきではなく、外側加熱エレメント４８の
温度Ｔ2がＴ2(INT)の現在値を超えることは許されない。Ｔ1(INT)とＴ2(INT)を
ステップ１３６における方程式で表されるように相互依存させることで、加熱エ
レメント４６、４８の温度Ｔ1、Ｔ2相互の差が過大になる確度が大幅に軽減され
る。それ故、サセプタ１８はその最終温度までユーザが選択する速度Ｒに従い、
同時にサセプタが破損する可能性が実質的に軽減される方式で加熱できる。
【００４１】
中間温度設定値Ｔ1(INT)、Ｔ2(INT)がそれぞれＴF1、ＴF2に等しくなるよう、
両加熱エレメント４６、４８の温度Ｔ1、Ｔ2がそれぞれの各最終温度設定値ＴF1 、ＴF2に近づくまで、制御装置５０はステップ１２０〜１３８で構成するループ
の実行を継続する。加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終温度設定値Ｔ F1 、ＴF2に到達すると、予備的なサセプタ加熱プロセスは完了し、制御装置５０
は加熱エレメント４６、４８を制御してサセプタ温度をその目標とする最終温度
に維持する。次いで、基板は加熱とプロセスのためサセプタ１８上に搬送するこ
とができる。
両加熱エレメント４６、４８の温度Ｔ1、Ｔ2がそれぞれの各最終温度設定値ＴF1 、ＴF2に近づくまで、制御装置５０はステップ１２０〜１３８で構成するループ
の実行を継続する。加熱エレメント４６、４８がそれぞれの各最終温度設定値Ｔ F1 、ＴF2に到達すると、予備的なサセプタ加熱プロセスは完了し、制御装置５０
は加熱エレメント４６、４８を制御してサセプタ温度をその目標とする最終温度
に維持する。次いで、基板は加熱とプロセスのためサセプタ１８上に搬送するこ
とができる。
【００４２】
実加熱速度は加熱エレメントの加熱能力や他の要因によって制限されることが
あるが、加熱エレメント４６、４８の各々の中間温度設定値が増大する速度はユ
ーザが選択する速度Ｒと同じ程度の大きさに設計する。加熱エレメント４６、４
８が現在の中間温度設定値に接近する度に中間設定値は増大され、それによって
比較的高率のデューティサイクルが維持される。加熱エレメント４６、４８相互
間に限定した温度ギャップを維持し、中間温度設定値を定常的に増大すると加熱
能力の大きなヒータ（例えば外側加熱エレメント４８）から加熱能力の少ないヒ
ータ（例えば内側加熱エレメント４６）への熱伝導が生じる。従って、加熱能力
の大きな加熱エレメントは、それ自身の加熱のみに使用するとした場合のデュー
ティサイクルより高率のデューティサイクルで稼動する。即ち、容量の大きな加
熱エレメントのパワーは容量の少ない加熱エレメントに近いサセプタの領域の温
度上昇に用いられる。
あるが、加熱エレメント４６、４８の各々の中間温度設定値が増大する速度はユ
ーザが選択する速度Ｒと同じ程度の大きさに設計する。加熱エレメント４６、４
８が現在の中間温度設定値に接近する度に中間設定値は増大され、それによって
比較的高率のデューティサイクルが維持される。加熱エレメント４６、４８相互
間に限定した温度ギャップを維持し、中間温度設定値を定常的に増大すると加熱
能力の大きなヒータ（例えば外側加熱エレメント４８）から加熱能力の少ないヒ
ータ（例えば内側加熱エレメント４６）への熱伝導が生じる。従って、加熱能力
の大きな加熱エレメントは、それ自身の加熱のみに使用するとした場合のデュー
ティサイクルより高率のデューティサイクルで稼動する。即ち、容量の大きな加
熱エレメントのパワーは容量の少ない加熱エレメントに近いサセプタの領域の温
度上昇に用いられる。
【００４３】
更に、上述で説明した実施形態では、二つの加熱エレメントを備えた基板支持
体に関し解説してきたが、前述の技術は三つ以上の加熱エレメントを備えた基板
支持体の加熱にも適用できる。このような構成にあって、温度の最も低い加熱エ
レメントを除き総ての加熱エレメントは前文に説明した外側加熱エレメントのよ
うに取り扱うことができるため、温度が最も低い加熱エレメントと他の加熱エレ
メントのどの一つとの間の温度差は所定の値△Ｔを超えることはない。
体に関し解説してきたが、前述の技術は三つ以上の加熱エレメントを備えた基板
支持体の加熱にも適用できる。このような構成にあって、温度の最も低い加熱エ
レメントを除き総ての加熱エレメントは前文に説明した外側加熱エレメントのよ
うに取り扱うことができるため、温度が最も低い加熱エレメントと他の加熱エレ
メントのどの一つとの間の温度差は所定の値△Ｔを超えることはない。
【００４４】
これに加えて、前述の技術は加熱プラテンのようなサセプタ以外の基板支持体
に関連して使用でき、またＰＥＣＶＤ以外の技術を用いた基板ハンドリングシス
テムにも適用できる。例えば、当該技術は基板を加熱する広範な種類の基板ハン
ドリングシステムに組み入れることができる。当該技術は予熱チャンバ、あるい
はロードロックチャンバのようなプロセスチャンバ以外のチャンバの内部にある
基板支持体の加熱制御にも適用できる。その上、前述の技術はガラス以外の材料
で製作した基板に対する基板支持体の加熱に適用できる。
に関連して使用でき、またＰＥＣＶＤ以外の技術を用いた基板ハンドリングシス
テムにも適用できる。例えば、当該技術は基板を加熱する広範な種類の基板ハン
ドリングシステムに組み入れることができる。当該技術は予熱チャンバ、あるい
はロードロックチャンバのようなプロセスチャンバ以外のチャンバの内部にある
基板支持体の加熱制御にも適用できる。その上、前述の技術はガラス以外の材料
で製作した基板に対する基板支持体の加熱に適用できる。
【００４５】
他の実施は、請求の範囲の範囲内に存在する。
【図１】
代表的な熱堆積チャンバを図示したものである。
【図２】
図１に記載のチャンバに用いる代表的な基板支持体を図示したものである。
【図３】
図２に記載の基板支持体上にセットしたガラス基板を図示したものである。
【図４】
本発明による、図２に記載の基板支持体の温度を制御する制御システムを示す
。
。
【図５Ａ】
本発明による、図２に記載の基板支持体を加熱する方法を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図５Ｂ】
本発明による、図２に記載の基板支持体を加熱する方法を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
１０：プラズマ強化化学気相堆積装置、１２：チャンバ、１４：上部壁、１６
：電極（第一）、１８：サセプタ、２０：シャフト、２２：底部壁、２４：離昇
プレート、２６：離昇ピン、２８：リフト穴、３０：ガス排出口、３２：側壁、
３６：ＲＦ電極、３８：ガラス基板、４２：ガス吸入パイプ、４６：内側ヒータ
、４８：外側ヒータ。
：電極（第一）、１８：サセプタ、２０：シャフト、２２：底部壁、２４：離昇
プレート、２６：離昇ピン、２８：リフト穴、３０：ガス排出口、３２：側壁、
３６：ＲＦ電極、３８：ガラス基板、４２：ガス吸入パイプ、４６：内側ヒータ
、４８：外側ヒータ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ゾハール， エイタン
アメリカ合衆国， カリフォルニア州，
クパティノ， クリフォード コート
6652
(72)発明者 コールラック， マーク， エム．
アメリカ合衆国， カリフォルニア州，
サン フランシスコ， 19ティエイチ ア
ヴェニュー 1369
Ｆターム(参考） 4G015 EA00
4K030 KA23 KA41
5F045 AA08 AF07 AF11 DP03 EK22
EM10 GB05
5H323 AA40 BB01 CA09 CB02 CB42
DA01 EE05 EE06 EE11 EE14
FF03 KK05
Claims (28)
- 【請求項１】 熱基板ハンドリング装置であって、 プロセスチャンバと、 前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、前記基板支持体が前記基板支
持体を加熱する第一及び第二加熱エレメントを備える基板支持体と、 前記加熱エレメントの温度を制御する制御装置と を備え、 前記第一及び第二加熱エレメント相互間の温度差が所定の値を初期段階で超え
るとき前記温度差を前記所定の値以下にさせるように、前記制御装置が前記第一
及び第二加熱エレメントの温度を制御し、 前記加熱エレメントの温度がそれぞれの最終温度設定値まで上昇する間に前記
第一加熱エレメントの温度と、前記第二加熱エレメントの温度との差が前記所定
の値を超えないように、前記制御装置が前記第一及び第二加熱エレメントの温度
を制御する、熱基板ハンドリング装置。 - 【請求項２】 前記第一加熱エレメントの前記最終温度設定値は、前記第二
加熱エレメントの前記最終温度設定値とは異なる請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記制御装置は、 （ａ）前記第一加熱エレメントに対し第一中間温度設定値を設定するステップ
と、 （ｂ）前記第一中間温度設定値の現在値と前記所定の値に従って決まる第二中
間温度設定値を前記第二加熱エレメントに対し設定するステップと、 （ｃ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度をそれぞれの各中間温度設定値
に向けて上昇させるステップと によって温度を制御するように構成されている請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記制御装置は、 （ｄ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度をそれぞれの各中間温度設定値
に向け所定の遅延期間に亘り上昇させ得るようにし、 （ｅ）前記第一及び第二加熱エレメントの少なくとも一方の温度がその各最終
温度設定値の所定の数値以内に収まるまでステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び
（ｄ）を繰り返す構成である請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記制御装置は、前記第二中間温度設定値を前記第一中間温
度設定値の現在値及び前記所定の値の和に等しく設定する構成である請求項３に
記載の装置。 - 【請求項６】 前記制御装置は、前記第一加熱エレメントの現在温度と、所
定の加熱速度に基づいて前記第一中間温度設定値の値を計算する構成である請求
項３に記載の装置。 - 【請求項７】 前記制御装置は、前記第一中間温度設定値を前記第一加熱エ
レメントの前記現在温度及び所定の加熱速度の値の和に等しく設定する構成であ
る請求項３に記載の装置。 - 【請求項８】 前記制御装置は、 （ｄ）前記第二中間温度設定値を前記第一中間温度設定値の前記現在値及び前
記所定の値の和に等しく設定し、 （ｅ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度を所定の遅延期間に亘りそれぞ
れの各中間温度設定値に向けて上昇させ、 （ｆ）前記第一及び第二加熱エレメントの少なくとも一方の温度がその各最終
温度設定値の所定の数値以内に収まるまでステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（
ｄ）及び（ｅ）を繰り返す構成である請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記第一加熱エレメントが前記基板支持体の内部に埋め込ん
だ内側加熱エレメントであり、前記第二加熱エレメントが前記基板支持体の内部
に埋め込んだ外側加熱エレメントである請求項３に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第一加熱エレメントが第一加熱能力を有し、前記第二
加熱エレメントが前記第一加熱能力より大きな第二加熱能力を有する請求項３に
記載の装置。 - 【請求項１１】 前記第一及び第二加熱エレメントの温度の差が所定の値よ
り初期段階で小さくなければ前記制御装置が下記の機能： （ｄ）前記第二加熱エレメントを稼動停止させ、 （ｅ）前記第二加熱エレメントが稼動停止されている間に前記第一加熱エレメ
ントを加熱させ得ること を実行する構成である請求項３に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記制御装置が更に下記の機能： （ｆ）前記第一加熱エレメントを所定の期間に亘り加熱させ、 （ｇ）前記加熱エレメントの温度相互の差が前記所定の期間が経過したときに
前記所定の値を超過しているかどうかをチェックすること を実行する構成である請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記制御装置が更に下記の機能： 前記両加熱エレメント間の温度差が前記所定の値を超過しなくなるまで機能（
ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）を繰り返すこと を実行する構成である請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記制御装置は、前記第二加熱エレメントが稼動停止され
ている間に前記第一加熱エレメントを所定の加熱速度を超える最大速度で加熱さ
せる構成である請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 基板支持体を加熱する方法であって、 前記基板支持体の第一及び第二加熱エレメントに対しそれぞれの最終温度設定
値を確定するステップと、 前記第一及び第二加熱エレメントの温度差が所定の値を初期段階で超えるとき
、前記温度差を前記所定の値以下にするステップと、 所定の加熱温度に基づいて前記加熱エレメントの温度をそれぞれの各最終温度
設定値まで上昇させるステップと、 前記加熱エレメントの温度をそれぞれの各最終温度設定値まで上昇させる間に
前記第一加熱エレメントの温度と、前記第二加熱エレメントの温度との差が前記
所定の値を超えないように、前記第一及び第二加熱エレメントの温度を制御する
ステップと を含む方法。 - 【請求項１６】 前記第一加熱エレメントの前記最終温度設定値が前記第二
加熱エレメントの前記最終温度設定値と異なる請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記温度を制御するステップが、 （ａ）前記第一加熱エレメントに対し第一中間温度設定値を設定するステップ
と、 （ｂ）前記第二加熱エレメントに対し前記第一中間温度設定値の現在値と前記
所定の値に基づいて決まる第二中間温度設定値を設定するステップと、 （ｃ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度をそれぞれの各中間温度設定値
に向けて上昇させるステップと を含む請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１８】 更に、 （ｄ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度をそれぞれの各中間温度設定値
に向けて所定の遅延期間に亘り上昇させるステップと、 （ｅ）前記第一及び第二加熱エレメントの少なくとも一方の温度がその各最終
温度設定値の所定の数値以内に収まるまでステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び
（ｄ）を繰り返すステップと を含む請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記第二中間温度設定値が前記第一中間温度設定値の現在
値及び前記所定の値の和に等しい請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記第一中間温度設定値の値が前記第一加熱エレメントの
現在温度及び前記所定の加熱速度に基づいて決まる請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記第一中間温度設定値が前記第一加熱エレメントの現在
温度及び前記所定の加熱速度の値の和に等しく設定される請求項１７に記載の方
法。 - 【請求項２２】 前記第二中間温度設定値は前記第一中間温度設定値の現在
値及び前記所定の値の和に等しく、前記方法が更に、 （ｄ）前記第一及び第二加熱エレメントの温度をそれぞれの各中間温度設定値
に向けて所定の遅延期間に亘り上昇させるステップと、 前記第一及び第二加熱エレメントの少なくとも一方の温度がその各最終温度設
定値の所定の数値以内に収まるまでステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
を繰り返すステップと を含む請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記第一加熱エレメントが前記基板支持体の内部に埋め込
んだ内側加熱エレメントであり、前記第二加熱エレメントが前記基板支持体の内
部に埋め込んだ外側加熱エレメントである請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記第一加熱エレメントが第一加熱能力を有し、前記第二
加熱エレメントが前記第一加熱能力より大きな第二加熱能力を有する請求項１７
に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記第一及び第二加熱エレメントの温度の差を前記所定の
値以下にするステップが、 （ｄ）前記加熱エレメントの温度相互の差が前記所定の値を超えるとき、制御
するステップに先行して前記第二加熱エレメントを稼動停止させるステップと、 （ｅ）前記第二加熱エレメントを稼動停止させている間に前記第一加熱エレメ
ントを加熱させるステップと を含む請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記第一加熱エレメントは所定の期間に亘り加熱され、前
記方法が更に、 （ｆ）前記加熱エレメントの温度相互の差が前記所定の期間の完了時に前記所
定の値を超えるかどうかをチェックするステップを含む請求項２５に記載の方法
。 - 【請求項２７】 更に、 前記両加熱エレメントの温度差が前記所定の値を超えなくなるまでステップ（
ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）を繰り返すステップを含む請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記第二加熱エレメントを稼動停止せている間に前記第一
加熱エレメントを前記所定の加熱速度以上の最大速度で加熱させる請求項２６に
記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/115,112 | 1998-07-13 | ||
| US09/115,112 US6225601B1 (en) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | Heating a substrate support in a substrate handling chamber |
| PCT/US1999/015852 WO2000002824A1 (en) | 1998-07-13 | 1999-07-13 | Heating a substrate support in a substrate handling chamber |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003527738A true JP2003527738A (ja) | 2003-09-16 |
| JP2003527738A5 JP2003527738A5 (ja) | 2006-01-05 |
| JP4533984B2 JP4533984B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=22359359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000559058A Expired - Lifetime JP4533984B2 (ja) | 1998-07-13 | 1999-07-13 | 加熱装置及びサセプタの温度を増加させる方法 |
Country Status (7)
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|---|---|
| US (1) | US6225601B1 (ja) |
| EP (1) | EP1097111B1 (ja) |
| JP (1) | JP4533984B2 (ja) |
| KR (1) | KR100638414B1 (ja) |
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| TW (1) | TW538010B (ja) |
| WO (1) | WO2000002824A1 (ja) |
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