JP2001203134A - 除電機能付き熱処理装置 - Google Patents
除電機能付き熱処理装置Info
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Abstract
とのできる除電装置を備えた熱処理装置を提供する。 【解決手段】 機械室3を熱処理室1の下方に配置し、
機械室3と熱処理室1の仕切り壁4に窓を設けて軟X線
を透過する材料で形成した遮蔽部材38により遮蔽し、
機械室3内に設けた軟X線照射装置30により窓を通し
て熱処理室1内の加熱空気流または冷却空気流に対し軟
X線を上向きに照射するように構成している。
Description
を間隔をあけてほぼ平行に支持し,当該平板状物品の間
隙に加熱空気又は冷却空気を送風して熱処理をする熱処
理装置に関するもので、詳しくは、同熱処理装置おいて
当該平板状物品の静電気を除去する装置(以下、除電装
置という)を備えた熱処理装置に関する。
クは、通常、ロボットハンド等によって装置内へ搬入さ
れる時又はその前工程もしくは搬送工程中に、帯電した
静電気を保持した状態になっている。そして、特に近年
量産されるようになったTFT(薄膜トランジスタ)を
有する基板では,これに帯電した電荷の放電時における
TFTの破壊が問題になっている。
−213597号公報に記載されているように、コロナ
放電によるイオン化気体を帯電体に吹きつけて除電する
方法が知られている。しかし、この方法では帯電体が電
極から離れていると、折角生成したイオンが帯電体まで
到達せず有効な方法とは言えないので、本発明における
ようにに多段に格納された平板状物体を同時に除電する
ことが困難である。
記載されているように、軟X線を使用した除電装置が提
案されている。この装置にあっては、軟X線照射部を覆
うような気体流れを形成する手段を有し、軟X線照射部
に塵埃等が付着するのを照射部を流れるガスによって吹
き飛ばして回避したのち、帯電体と軟X線照射部との間
の空間部で生成されたガスイオンが帯電体に移送される
とともに、軟X線照射部から照射された軟X線が帯電体
に到達した位置で、正・負のイオン化気体が生成されて
帯電体が除電される。同装置の場合、軟X線の直射照射
が必要で、帯電体を個別に除電することはできるが、本
発明のように多段に格納された平板状物体の除電するの
は手間がかかるために、不向きである。また、通常の除
電装置の構成では、熱処理装置に適用しようとすると、
処理熱によって除電装置(軟X線照射装置)そのものが
破壊されるおそれがある。さらに、除電装置の耐熱性に
限界があるために、熱処理装置の内部に組み込んで除電
することが困難である。すなわち、例えば軟X線照射用
ヘッドは常温下では8000時間の寿命があるが,28
0℃を越える環境では瞬時に使用不能となってしまうと
いう不都合がある。
うなTFTを有する基板の生産の高能率や量産化の要請
に応えて、それらの部材の生産工程において使用される
熱処理装置が多段で同時または順次に熱処理が行われる
ようになって来たのに対応し、生産部材の除電操作も熱
処理と同時に行うことのできる除電装置を備えた熱処理
装置を提供しようとするものである。
めに本発明に係る除電装置付き熱処理装置は、請求項1
に記載のように、多数の平板状物品を間隔をあけてほぼ
平行に支持し、該平板状物品の間隙に加熱空気または冷
却空気を送風して熱処理を行う熱処理装置であって、前
記加熱空気または冷却空気を該平板状物品へ送風する通
路の外方に軟X線照射装置を設けるとともに、該通路を
構成する壁の一部に窓を設けて該窓に軟X線を透過する
材料で形成した遮蔽部材を嵌め込み、前記窓を通して前
記加熱空気流または冷却空気流の前記平板状物品より上
流側に対し前記軟X線照射装置により軟X線を照射可能
に構成し、前記熱処理装置全体を、軟X線を透過しない
壁材により実質的に囲繞したことを特徴としている。
置付き熱処理装置によれば、間隔をあけてほぼ平行に支
持された多段の平行状物品に加熱空気または冷却空気が
吹き付けられ、各平板状物品は熱処理される。この状態
で、各平板状物品に対する加熱空気又は冷却空気の流れ
の上流側に軟X線が軟X線照射装置より照射され、この
軟X線の照射作用によって各平板状物品の上流側部分に
+(プラス)/−(マイナス)が同量のイオンが熱処理
用空気流中に高濃度で生成され、生成された+/−イオ
ンを伴って各平板状物品に熱処理用空気が接触しながら
流れ去る。これにより、平板状物品が帯電されている場
合には熱処理と同時に除電される。また、熱処理用空気
は各平板状物品の間隙を流通し、各平板状物品に満遍な
く接触するので、例えばゴンドラなどの枠体に多段で挿
入して収納されている場合でも、確実に除電することが
できる。一方、軟X線照射装置は通路の外方に軟X線照
射装置を設け、通路を構成する壁の一部に設けた窓を介
して軟X線照射装置を熱処理用空気の流通路と遮断して
いるので、軟X線照射装置が著しく加熱されたり、寿命
が短くなったりしない。
記熱処理室の下方に配置し、前記熱処理装置を熱処理室
と機械室とに仕切るとともに、機械室と熱処理室の仕切
り壁に前記窓を設けて軟X線を透過する材料で形成した
遮蔽部材を嵌め込み、前記機械室内に設けた前記軟X線
照射装置により前記窓を通して前記熱処理室内の加熱空
気流または冷却空気流に対し軟X線を上向きに照射する
ように構成するのが好ましい。
によれば、軟X線照射装置が熱処理室の下方に位置する
ので、熱処理室が高温環境に保たれてもその処理熱の影
響を受けにくいうえに、仮に窓の軟X線透過性の遮蔽部
材が破損するようなことがあっても、軟X線照射装置へ
の影響は最小限に抑えられる。
熱処理装置に適用した実施の形態を図面に基づいて説明
する。
ゴンドラ昇降式熱処理装置の概略全体構成を示す。
品,例えば多数のLCD(液晶画像形成装置)ガラス基
板から成るワークWを、上下方向に間隔をあけて平行に
多段に支持し、これらのワークWに矢印方向に加熱空気
または冷却空気を送風してワークWを熱処理する装置で
ある。そして、図3および図4に詳細構造を示すように
熱処理装置A内に配置させた軟X線照射装置をイオナイ
ザ30として備えている。
て、図1・図2のように、熱処理室1の上部に空調室2
を設け、熱処理室1の下方に機械室3を備えている。熱
処理室1および空調室2は共通の断熱壁4により囲繞さ
せるとともに、機械室3も別の共通する断熱壁4により
囲繞させている。また、機械室3はケーシングを構成す
るチャンネル材等から成る構造体5により枠体状に形成
されている。熱処理室1の正面には開口部を設けて保守
用扉6により開閉可能に構成し、熱処理室1の背面に
は、シャッター7で開閉される開口部として断熱壁4の
一部分にワークWの出し入れ用のスリット状の開口15
が開けられている。
に間隔をあけて挿入可能な枠体状のゴンドラ11が昇降
可能に配設され、ゴンドラ11から所定の空間10をあ
けて上流側(図1の右側)に除塵フィルター9が配設さ
れている。除塵フィルター9としてHEPAフィルター
と通称される高性能フィルターも使用することができ
る。除塵フィルター9の入口側に送気ダクト8が上部の
空調室2に連通させて設けられ、またゴンドラ11の出
口側に排気ダクト12が上部の空調室2に連通させて設
けられている。空調室2内の中央部に加熱器13が配設
され、その下流側(図1の右側)に一対の送風機14が
配設されており、各送風機14の電動部14mは図2の
ように正面側と背面側とにそれぞれ突出している。一
方、機械室3内にはゴンドラ昇降機構20等が配備され
ている。
いないが,ワークWが発生するフォトレジスト等の昇華
物ガスを連続排出したり、内部温度を降下させるときに
使用する給排気ファンやダクト等が適宜設けられる。ま
た、イオナイザ30およびそのコントローラ31は機械
室3内に配置されている。
けを30段程度有していて,それぞれの段でワークWを
支持する。本例のゴンドラ昇降機構20は、下部支持型
になっており、詳細な図示は省略しているが、ゴンドラ
11を下面側から支持して昇降させる昇降軸21をゴン
ドラ11の下面から下向きに延設している。昇降軸21
の下端部にこれを昇降させるナット22が連結部材を介
して連結されている。ナット22の中心ネジ部に螺合す
るボールネジ24が、上下の軸受25を介して回動自在
に支持されている。ボールネジ24は、図示しないモー
タにプーリ23を介して接続されており、モータが回転
されることによってボールネジ24が回転してナット2
2を昇降させる。また昇降軸21はその下端側が連結部
材を介して一対のスライダー26に接続されており、一
対のリニアガイドレール27に沿って昇降軸21の昇降
がスライダー26とともに案内される。
いて、ワークWの出し入れは次のようの態様で行われ
る。すなわち、シャッター7を開放した状態で、スリッ
ト状の開口15の位置でワークWの出し入れが行われる
から、ゴンドラ11を段階的に上下方向に昇降させるこ
とにより、ゴンドラ11内に収納されているワークWを
順次出し入れできる。
について詳しく説明する。
の取付部分は、機械室3を構成する構造体5に固定され
た環状の支持体32、この支持体32に上端が取り付け
られるケース33、中間取付板34および取付ブラケッ
ト35を介して所定位置に取り付けられたイオナイザ3
0、図3に示す矢印方向に空気を吹き出してケース33
の内部雰囲気を清掃したり冷却するためのファン36、
その排気ダクト37などを備えている。
れ、ファン36と対向する面に排気ダクト37の一端が
接続されている。熱処理室1との間の構造体5の一部
に、仕切枠部材38によってイオナイザ30の軟X線の
出力窓30aから照射される軟X線が通過する開口
(窓)が形成されている。この開口は熱処理室1と機械
室3との間に位置し、軟X線透過性の遮蔽材(以下、透
過窓材という)39を嵌め込むが、本例では透過窓材3
9は間隔をあけて二重に設けられている。なお、図4中
の符号9aは除塵フィルター9(図1)の多孔板ケーシ
ングである。
置であって、X線と言っても微弱X線であるので、防御
しやすく、普通のX線放射装置に比べて安全性が高い。
この軟X線照射によると、被照射全域においてプラス/
マイナスの双方のイオンが同時に等量、しかも高濃度で
生成されるために、逆帯電効果も無く,帯電物体には逆
符号のイオンが吸着され、帯電電荷を中和するので、極
めて効果的な除電効果を発揮する。
造体5等により隔離された機械室3の中に設置され、透
過窓材39を通して熱処理室1内へ向けて上向きに軟X
線が照射される。この軟X線の照射位置は、熱処理室1
内においてゴンドラ11へ向けて送気される加熱空気流
または冷却空気流を照射するように設定されている。上
記したとおり、透過窓材39は二重構造となっていて加
熱空気または冷却空気を遮断するだけでなく、断熱効果
も有する。また透過窓材39は,軟X線を透過するもの
であればよく、ポリイミド材(商品名カプトンフィル
ム)やベリリューム金属薄板等を使用できる。イオナイ
ザ30からの軟X線は透過窓材39を通過して熱処理室
1内の空間10に照射され、そこを通過する加熱空気中
または冷却空気中にイオンを生成させる。
によってワークWが熱処理されると同時に、加熱空気中
または冷却空気中のイオンの作用によって、ゴンドラ1
1内にワークWが多段に積み上げられていても効果的に
除電が行われる。軟X線の照射角度α・βは本実施例で
は仕切枠部材38によって幅B方向にα=30°、奥行
D方向にβ=60°に設定されている。
時間によって老朽化するために、いずれはヘッドの交換
が必要となるが、本例ではイオナイザ30を機械室3の
内に配置しているために、熱による寿命の低下が起こら
ない。言うまでもないが、イオナイザ30が熱風通路内
にあると、その交換間隔は極端に短かくなてしまう。
に適用した本例の除電装置は、以下のような優れた除電
効果が発揮される。すなわち、一般的に、軟X線による
除電効果は直接帯電体に軟X線を照射することによって
得られるが、そのような構成にすると、本例における熱
処理装置Aのようにゴンドラ11の中にワークWを多段
で挿入したものを熱処理するときには、熱処理室1内の
ワークWを除電することができない。このため、例えば
先行技術(特開平9ー213597号公報)に記載され
ているように、搬送中にワークを一枚ずつ除電しなけれ
ばならず、極めて効率が悪いことになる。これに比べ
て、上記実施例ではゴンドラ11内に挿入されたワーク
Wの全てを、熱処理と同時に一度に除電できるので、極
めて効率的であり、その除電効果も均一でかつ確実であ
る。
帯電体(ワークW)対して直接に軟X線を照射せず、貫
流する空気に照射し、その空気を介することによって除
電するという全く新規な解決手段を用いたので、本発明
の実効性を立証するために発明者らは次の実験を行っ
た。
るために行った実験装置の概略配置を示すもので、本図
においても、図1〜図4に示した部材と同様の機能をも
つ部材には同じ符号を付している。この実験で使用した
平板状ワークWは比較的寸法の大きい(550mm×6
50mm)の素ガラス基板である。ゴンドラ11内の上
段、中断および下段のそれぞれのワークW1-1、W2-2お
よびW3-3を摩擦帯電させ、他のワーク(符号なし)を
帯電していないダミー基板とした。それぞれのワークで
は〜で示した9箇所の位置および図6(a)において
四角印で示した4箇所の位置の電位を測定した。使用し
たイオナイザ30は10VAのものである。
クW1-1、W2-2およびW3-3における〜の位置にお
ける電位の測定値を、表1〜表3に示す。なお,これら
の表1〜3では四角印の位置における測定値を省略して
いるが、位置によっては多少のばらつきはあったが、四
角印の4箇所の位置においても同程度の測定値が得られ
ている。
の熱処理装置Aにおける帯電電位と同程度又はそれ以上
の約−2kV〜−6kVの初期電位のときに、上段、中
段、下段のワークW1-1・W2-2・W3-3の電位をほぼ1
00〜200V程度の除電電位にするための軟X線の照
射時間は、それぞれ30秒、120秒、40秒という結
果が得られた。なお、A,B,C点では、空気の流速がそ
れぞれ0.48m/s、0.32m/s、0.47m/s
であった。
は約30分間で熱処理され、イオナイザ30はこの間に
約15分間作動させるので、上記実験結果によれば、実
際の装置においては,ワークWへの帯電電荷をほぼ確実
に除電できることが判明した。また、図5は軟X線照射
装置(イオナイザ30)の照射口からの帯電体の距離と
除電に要する照射時間との関係を示すものである。
片側に開口15を1箇所のみ設け、ゴンドラ11を上下
方向に昇降させることによりワークWを順次出入させて
熱処理を行う構造の装置を開示しているが、熱処理装置
としては、多数の平板状ワークを間隔をあけてほぼ平行
(水平方向に限らない)に支持し、平板状ワークの隙間
に加熱空気または冷却空気を送風して熱処理を行う構造
の熱処理装置であれば、どのような装置に対してもこの
除電装置を適用できることは言う迄もない。
置がゴンドラ11の下部支持昇降式である場合の例を示
したが、例えば側部に支持昇降機構を備えたゴンドラ昇
降式のもの(この場合は、機械室3は熱処理室1の側部
に設けられる)、上昇側及び下降側の2列の多段ワーク
積載部のそれぞれのワークを昇降軸によって1段づつ支
持替えして昇降させると共に列間の積載および搬入/搬
出機構を備えた枚葉支持替え昇降式のもの、複数のカセ
ットを循環させると共にカセット内に多段にワークを積
載して開口部から出し入れすつカセット搬送式のものな
どの種々の形式の熱処理装置に適用可能である。
理させるワークである場合に限らず、例えばバーンイン
装置のように、平板状物品である多段支持されたバーン
インボードにIC等のワークを装着し、熱処理によって
製品の加速寿命検査をするような装置に対しても本発明
を適用することができる。
なX線の1種であるからその構造、材質は軟X線を漏洩
しないものとする必要があり、例えば装置全体を囲繞す
る壁材は鋼板なら厚さ0.5mm以上、ガラスなら厚さ
1mm以上の厚さにする必要がある。さらに、X線の屈
折、乱反射等の影響で予想外の所からX線が洩れること
もあるので、本装置全体を軟X線を漏洩しないような密
閉構造とする必要がある。また、扉やシャッタなどの開
閉機構とイオナイザ30の作動とはインタロックを設け
るなどして、開口部を開放しているときにはイオナイザ
30の作動をさせない等の留意が必要である。
な優れた効果がある。
板状物品を平行に支持してこれに加熱または冷却空気を
供給して熱処理する熱処理装置において、平板状物品に
対する空気流れの上流側部分に軟X線を照射するように
したので、各平板状物品に熱処理用空気が吹き付けら
れ、平板状物品が帯電されている場合には熱処理と同時
に除電される。また、熱処理用空気は各平板状物品の隙
間を流通し、各平板状物品に満遍なく接触するので、例
えばゴンドラなどの枠体に多段で挿入して収納されてい
る場合でも、確実に除電することができる。
線照射装置を設け、通路を構成する壁の一部に設けた窓
を介して軟X線照射装置を熱処理用空気の流通路と遮断
しているので、軟X線照射装置が著しく加熱されたり、
寿命が短くなったりしない。
状物品に対する高温空気流れの上流側にイオンを形成す
ればよいので、軟X線照射装置自体を高温空気流れの中
に設ける必要はないから、軟X線を透過可能な適当な空
気遮断部材を用いることにより、照射装置自体を常温又
はこれに近い良好な環境部分に配置することができ、そ
の結果、高温雰囲気で熱処理されるべき被処理物(平板
状物品)であっても、これに帯電した静電気を熱処理装
置内で除電することができ、軟X線照射装置の熱損も防
ぐことができる。
射装置が熱処理室の下方に位置するので、熱処理室が高
温環境に保たれている場合にもその処理熱の影響を受け
にくいうえに、仮に窓の軟X線透過性の遮蔽部材(透過
窓材)が破損するようなことがあっても、高温空気が機
械室に流れ込まないので、軟X線照射装置への影響は最
小限に抑えられる。
装置の概略全体構成を示すもので、図1(a)は平面視断
面図、図1(b)は正面視断面図である。
図である。
装置(イオナイザ30)の取付構造を拡大して詳細に示
す側面視断面図である。
詳細に示す正面視断面図である。
除電に要する照射時間との関係を示す説明図である。
った実験装置の概略配置を示すもので、図6(a)は平面
図、図6(b)は側面図、図6(c)は正面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 多数の平板状物品を間隔をあけてほぼ平
行に支持し、該平板状物品の間隙に加熱空気または冷却
空気を送風して熱処理を行う熱処理装置であって、 前記加熱空気または冷却空気を該平板状物品へ送風する
通路の外方に軟X線照射装置を設けるとともに、該通路
を構成する壁の一部に窓を設けて該窓に軟X線を透過す
る材料で形成した遮蔽部材を嵌め込み、前記窓を通して
前記加熱空気流または冷却空気流の前記平板状物品より
上流側に対し前記軟X線照射装置により軟X線を照射可
能に構成し、 前記熱処理装置全体を、軟X線を透過しない壁材により
実質的に囲繞したことを特徴とする除電機能付き熱処理
装置。 - 【請求項2】 前記機械室を前記熱処理室の下方に配置
し、該熱処理装置を熱処理室と機械室とに仕切るととも
に、機械室と熱処理室の仕切り壁に前記窓を設けて軟X
線を透過する材料で形成した遮蔽部材を嵌め込み、前記
機械室内に設けた前記軟X線照射装置により前記窓を通
して前記熱処理室内の加熱空気流または冷却空気流に対
し軟X線を上向きに照射するように構成した請求項1記
載の除電機能付き熱処理装置。
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