JP2002048475A - 基板の熱処理方法及びそれに用いる連続式熱処理炉 - Google Patents

基板の熱処理方法及びそれに用いる連続式熱処理炉

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JP2002048475A JP2000238538A JP2000238538A JP2002048475A JP 2002048475 A JP2002048475 A JP 2002048475A JP 2000238538 A JP2000238538 A JP 2000238538A JP 2000238538 A JP2000238538 A JP 2000238538A JP 2002048475 A JP2002048475 A JP 2002048475A
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heating
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heating chamber
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉の加熱室内で膜形成素材を含む基板の熱処
理を行う際に、室内の平均温度が異なる他の隣接する加
熱室からの熱的影響によって、基板内に温度分布が生じ
るのを抑制し、基板全体を均一に熱処理することができ
る基板の熱処理方法を提供する。 【解決手段】 被熱処理体の搬送方向に対して区画され
た複数の加熱室のうち、隣接する他の加熱室の少なくと
も一方と室内の平均温度が異なる加熱室においては、当
該加熱室に設けられた各加熱手段の設定温度を被熱処理
体の搬送方向で異なる値となるように制御して、加熱室
内の温度に勾配を設けることにより、当該加熱室内にて
熱処理されている基板に対して、隣接する他の加熱室が
及ぼす熱的影響を相殺し、前記基板を均一に熱処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、プラズマディス
プレイパネル用のガラス基板に代表される膜形成素材を
含む基板の熱処理方法とそれに用いる連続式熱処理炉に
関する。
【0002】
【従来の技術】 近年、壁掛けテレビやマルチメディア
用ディスプレイとして利用できる大画面フラットパネル
ディスプレイ(以下、「FPD」という。)の実用化が
着々と進行しつつある。このような大画面FPDとして
は、自発光型で広い視野角を持ち、品質表示が良いとい
う品質面のメリットと、作製プロセスが簡単で大型化が
容易という製造面でのメリットを兼ね備えた、プラズマ
ディスプレイパネル(以下、「PDP」という。)が最
有力候補として挙げられている。
【0003】 PDPの製造は、例えば図5に示すよう
に、前面ガラス、背面ガラスと称する大型ガラス基板の
表面に、印刷、乾燥、焼成の工程を複数回繰り返す厚膜
法により、電極、誘導体、蛍光体等の種々の部材を逐次
形成して行き、最終的に前面ガラスと背面ガラスとを封
着することにより行われる。
【0004】 このPDP用ガラス基板のような膜形成
素材を含む基板の熱処理は、被熱処理体の搬送方向に対
して区画された複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱
処理体を間欠的に搬送するための搬送手段とを備えた連
続式熱処理炉を使用し、各加熱室を個別に温度制御する
ことにより、所望の温度曲線に従って、昇温、保温、及
び降温する方法で行うのが一般的である。
【0005】 このように区画された加熱室にて熱処理
を行うのは、基板表面の温度をできる限り均一にするた
めである。基板表面の温度分布が大きい状態で熱処理を
行うと基板や基板上に形成した部材(膜)に歪みが生
じ、更にこれに起因して割れ、欠け等の欠陥が生じる。
各加熱室は、基板を載置したセッターを、一般的には1
枚内包する大きさを持ち、被熱処理体の搬送方向(炉の
長手方向)及び炉の幅方向に対していくつかに分割され
た加熱手段が設けられている。
【0006】 それら分割された加熱手段は、一般に、
各々が独立した制御系にて個別に温度制御できるように
なっており、従来の膜形成素材を含む基板の熱処理にお
いては、区画された各加熱室内の温度(雰囲気温度)が
それぞれ一定となるように各加熱手段の温度制御がなさ
れていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】 通常、各加熱室間に
は、隣接する加熱室からの熱的影響を防ぐために隔壁な
どが設けられているが、温度設定の異なる隣接する加熱
室間では、相互の熱的影響を完全に防止することは困難
である。このため、前記のように、各加熱室内の温度が
一定となるように加熱手段の温度を制御しても、その加
熱室内で所定時間熱処理を受けた基板の温度は、隣接す
る他の加熱室からの熱的影響によって、搬送方向で異な
りを見せるようになり、均一な熱処理品質が得られない
という問題があった。
【0008】 また、隣接する加熱室への被熱処理体の
搬送は、ローラーコンベア、チェーンコンベア、ウォー
キングビーム等の何れの搬送手段を用いても、数十秒な
いし数分の時間を要するので、設定温度の異なる隣接す
る加熱室間で基板を搬送する際には、移動先の加熱室へ
より早く送られる搬送方向の前部(基板の炉の出口側に
近い部位)と遅れて送られる後部(基板の炉の入口側に
近い部位)とで、どうしても熱履歴に異なりが生じ、そ
の結果、基板内に温度分布が生じてしまうという問題が
あった。
【0009】 そして、1回の搬送において生じる温度
分布はわずかなものであっても、従来の室内温度が一定
に制御された加熱室では、加熱室内に搬送された基板の
応答速度が遅く、一旦生じた基板内の温度分布はなかな
か解消しないため、加熱室間の搬送を繰り返すたびに温
度分布が累積して次第に大きくなって行く。特に、PD
P用の大型ガラス基板などの熱処理においては、このよ
うな搬送時に生ずる基板内温度分布によっても、基板や
基板に形成される膜の歪みが生じ、更にひどい場合には
基板の割れが生じることがあった。
【0010】 本発明は、このような従来の事情に鑑み
てなされたものであり、加熱室内で膜形成素材を含む基
板の熱処理を行う際に、室内の平均温度が異なる他の隣
接する加熱室からの熱的影響によって、基板内に温度分
布が生じるのを抑制し、基板全体を均一に熱処理するこ
とができる基板の熱処理方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、設定温度の異なる隣接する加熱室
間で膜形成素材を含む基板を搬送する際に生じた基板内
温度分布を、早期に解消することができる基板の熱処理
方法を提供することを目的とする。更にまた、本発明
は、それらの熱処理方法に好適に用いることのできる連
続式熱処理炉を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、被熱
処理体の搬送方向に対して区画された複数の加熱室と、
隣接する加熱室へ被熱処理体を搬送するための搬送手段
とを備え、各加熱室に、少なくとも被熱処理体の搬送方
向に対していくつかに分割され、各々が独立した制御系
にて個別に温度制御可能な加熱手段が設けられた連続式
熱処理炉を用いて、膜形成素材を含む基板を熱処理する
方法であって、前記複数の加熱室のうち、隣接する他の
加熱室の少なくとも一方と室内の平均温度が異なる加熱
室においては、当該加熱室に設けられた各加熱手段の設
定温度を被熱処理体の搬送方向で異なる値となるように
制御して、加熱室内の温度に勾配を設けることにより、
当該加熱室内にて熱処理されている基板に対して、隣接
する他の加熱室が及ぼす熱的影響を相殺し、前記基板を
均一に熱処理することを特徴とする基板の熱処理方法
(第一の熱処理方法)、が提供される。
【0012】 また、本発明によれば、被熱処理体の搬
送方向に対して区画された複数の加熱室と、隣接する加
熱室へ被熱処理体を搬送するための搬送手段とを備え、
各加熱室に、少なくとも被熱処理体の搬送方向に対して
いくつかに分割され、各々が独立した制御系にて個別に
温度制御可能な加熱手段が設けられた連続式熱処理炉を
用いて、膜形成素材を含む基板を熱処理する方法であっ
て、設定温度の異なる隣接する加熱室間で基板を搬送す
る際に、各加熱室の温度設定を当該基板の搬送に同調さ
せて変化させることにより、当該搬送の工程で生じた基
板内の温度分布を早期に解消することを特徴とする基板
の熱処理方法(第二の熱処理方法)、が提供される。
【0013】 更に、本発明によれば、被熱処理体の搬
送方向に対して区画された複数の加熱室と、隣接する加
熱室へ被熱処理体を搬送するための搬送手段とを備え、
各加熱室に、少なくとも被熱処理体の搬送方向に対して
いくつかに分割され、各々が独立した制御系にて個別に
温度制御可能な加熱手段が設けられた連続式熱処理炉で
あって、前記加熱室に設けられた各加熱手段の設定温度
が被熱処理体の搬送方向で異なる値となるように制御で
きる温度制御装置を有することを特徴とする連続式熱処
理炉(第一の熱処理炉)、が提供される。
【0014】 更にまた、本発明によれば、被熱処理体
の搬送方向に対して区画された複数の加熱室と、隣接す
る加熱室へ被熱処理体を搬送するための搬送手段とを備
え、各加熱室に、少なくとも被熱処理体の搬送方向に対
していくつかに分割され、各々が独立した制御系にて個
別に温度制御可能な加熱手段が設けられた連続式熱処理
炉であって、隣接する加熱室間で被熱処理体を搬送する
際に、各加熱室の温度設定を当該被熱処理体の搬送に同
調させて変化させることができる温度制御装置を有する
ことを特徴とする連続式熱処理炉(第二の熱処理炉)、
が提供される。
【0015】
【発明の実施の形態】 本発明の第一の熱処理方法に使
用される連続式熱処理炉は、被熱処理体の搬送方向に対
して区画された複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱
処理体を搬送するための搬送手段とを備える。各加熱室
には、少なくとも被熱処理体の搬送方向に対していくつ
かに分割された加熱手段が設けられている。それら分割
された加熱手段は、各々が独立した制御系にて個別に温
度制御できるようになっている。
【0016】 なお、前記搬送手段には、隣接する加熱
室へ被熱処理体を間欠的に搬送する間欠送り方式の搬送
手段を用いることが好ましい。ここで、「間欠的に搬送
する」とは、炉の入口側からn番目の加熱室にて被熱処
理体を静止させて所定時間熱処理を行った後、当該被熱
処理体を可及的速やかに隣接する炉の入口側からn+1
番目の加熱室に移動し、再び被熱処理体を静止させて所
定時間熱処理を行うという操作を繰り返す搬送方法をい
う。このような搬送方法が可能な限りにおいて、搬送手
段の種類は特に限定されず、例えばウォーキングビーム
を用いたり、ローラーコンベア、チェーンコンベアを間
欠的に駆動させてもよい。
【0017】 第一の熱処理方法では、前記のように区
画された複数の加熱室のうち、隣接する他の加熱室の少
なくとも一方(炉の入口側方向に隣接する加熱室と炉の
出口側方向に隣接する加熱室の何れか一方又は両方)と
室内の平均温度が異なる加熱室において、当該加熱室に
設けられた各加熱手段の設定温度を被熱処理体の搬送方
向で異なる値となるように制御して、加熱室内の温度に
勾配を設けることにより、当該加熱室内にて熱処理され
ている膜形成素材を含む基板に対して、隣接する他の加
熱室が及ぼす熱的影響を相殺する。
【0018】 すなわち、PDP用ガラス基板のような
膜形成素材を含む基板(以下、単に「基板」という。)
は、一般に、各加熱室を順次移動しながら、所望の温度
曲線に従い、昇温、保温、降温(冷却)という工程を経
て熱処理されるが、例えば基板の昇温を行う昇温域の加
熱室では、炉の出口側に近いものほど室内の平均温度が
高く設定されるので、昇温域の加熱室内に搬送された基
板は、炉の入口側に近い部位においては、隣接する室内
平均温度のより低い加熱室の熱的影響を受けて、基板の
温度が目標値より低くなりやすく、逆に炉の出口側に近
い部位においては、隣接する室内平均温度のより高い加
熱室の熱的影響を受けて、基板の温度が目標値より高く
なりやすい。
【0019】 このため、従来のように各加熱室内の温
度がそれぞれ一定となるように加熱手段の温度を制御し
たとしても、隣接する他の加熱室が基板に対して及ぼす
熱的影響によって、基板内に搬送方向の温度分布が生
じ、基板や基板に形成された膜の歪み、割れ、欠け等の
欠陥の原因となる。
【0020】 そこで、第一の熱処理方法においては、
隣接する他の加熱室の熱的影響によって基板温度が目標
値より低くなりやすい部位を加熱する加熱手段について
は、その熱的影響による温度低下を相殺するように設定
温度を高い値に制御して当該部位周辺の雰囲気温度を上
昇させ、逆に隣接する他の加熱室の熱的影響によって基
板温度が目標値より高くなりやすい部位を加熱する加熱
手段については、その熱的影響による温度上昇を相殺す
るように設定温度を低い値に制御して当該部位周辺の雰
囲気温度を下降させるというように、同一の加熱室に設
けられた各加熱手段の設定温度を被熱処理体の搬送方向
で異なる値となるように制御して、加熱室内の温度に勾
配を設ける。
【0021】 例えば、隣接する加熱室との室内平均温
度の差が70℃である昇温域の加熱室の上部(炉天井)
に、図1(a)のようにA〜Iの9つに分割され各々が独
立した制御系にて個別に温度制御可能な加熱手段を設け
て、40インチのPDP用ガラス基板の加熱を行う場合
において、図1(b)のように分割された加熱手段A〜I
の設定温度をすべて同一としたとき(平坦設定)と、図
1(c)のように中央部の加熱手段D〜Fの設定温度(3
37℃)に対し、入口側の加熱手段G〜Iの設定温度を
高めの値(342℃)とし、出口側の加熱手段A〜Cの
設定温度を低めの値(332℃)としたとき(勾配設
定)とで、所定時間加熱した後の基板の温度分布を調べ
ると、図1(d)のように〜の9箇所に温度計を設置
したガラス基板の当該各設置箇所の温度とその偏差は表
1のようになり、平坦設定時より勾配設定時のほうが基
板内の温度分布が小さかった。
【0022】
【表1】
【0023】 第一の熱処理方法では、このように同一
の加熱室内において、分割された各加熱手段の設定温度
を被熱処理体の搬送方向で異なる値となるように制御し
て、加熱室内の温度に勾配を設けることにより、隣接す
る他の加熱室が基板に及ぼす熱的影響を相殺して、ガラ
ス基板を均一に熱処理する。なお、基板の降温を行う降
温域の加熱室については、入口側の加熱手段の設定温度
を低めの値に制御し、出口側の加熱手段の設定温度を高
めの値に制御して、前記の例とは逆の温度勾配を設ける
ことにより、基板の均熱化を達成することができる。
【0024】 加熱室内の温度勾配の設定の目安として
は、基板を、昇温、保温及び降温(冷却)という工程で
熱処理する場合において、基板が保温を行う加熱室に存
在するときに、当該基板の最高温度の部位と最低温度の
部位との温度差ΔTが6℃以下となっているように、温
度勾配を設定することが好ましい。
【0025】 また、炉壁等からの熱的影響により、炉
の幅方向においても基板の温度分布が生じるような場合
には、加熱手段を被熱処理体の搬送方向(炉の長手方
向)のみならず、炉の幅方向にも分割し、各加熱手段の
設定温度を当該幅方向においても異なる値となるように
制御して、加熱室内に温度勾配を設けることにより、前
記熱的影響を相殺し、より均一な熱処理を行うことが可
能である。
【0026】 次に、本発明の第二の熱処理方法につい
て説明する。前述の第一の熱処理方法は、同一加熱室内
に基板全体が存在する状態での均熱化を目的としている
のに対し、第二の熱処理方法は、基板が隣接する加熱室
間を移動する際に生じる温度分布の解消を目的としてな
されたものである。
【0027】 第二の熱処理方法でも、前述の第一の熱
処理方法で使用される熱処理炉と同様の基本構造を有す
る熱処理炉が用いられるが、当該方法では、各加熱室の
温度設定を終始固定せず、設定温度の異なる隣接する加
熱室間で基板を搬送する際に、各加熱室の温度設定を当
該基板の搬送に同調させて変化させる。
【0028】 例えば、前述のように昇温域の加熱室で
は、炉の出口側に近いものほど室内の平均温度が高く設
定されるので、昇温域の隣接する加熱室間でガラス基板
を搬送する際には、基板の前部(基板の炉の出口側に近
い部位)から、より設定温度の高い移動先の加熱室内に
送られて行く。
【0029】 このため、移動先の加熱室に先に送られ
る基板の前部と、遅れて送られる後部(基板の炉の入口
側に近い部位)とでは、異なる熱履歴を受けて、基板内
に温度分布が生じてしまうことになるが、基板全体が同
一加熱室内に存在する状態での均熱化のみを考慮して加
熱室の温度設定を固定しておくと、この搬送時に生じた
温度分布が解消されず、加熱室間で搬送を繰り返す度に
累積的に増大する。
【0030】 そこで、第二の熱処理方法では、例えば
図2のように、各加熱室の温度設定を基板の搬送に同調
させて変化させる。図中の3と5はそれぞれ昇温域の隣
接する加熱室であり、1が被熱処理体となる基板であ
る。
【0031】 まず、図2(a)に示す基板1の停止状態
においては、各加熱室3、5の温度は、前述の第一の熱
処理方法で例示したように、入口側の加熱手段の温度を
高めの値とし、出口側の加熱手段の温度を低めの値に制
御して、所定の温度勾配がつけられた状態に設定されて
いる。
【0032】 そして、前記温度設定で所定時間の熱処
理がなされた後、基板1の搬送が始まり、図2(b)のよ
うに、基板1の前部の1/3程度が移動先の加熱室5に
入った時点から、各加熱室の入口側設定温度が徐々に上
昇し始める。更に、図2(c)のように基板1の移動の進
行に合わせて入口側設定温度は連続的に上昇を続け、図
2(d)のように基板1が移動先の加熱室5に完全に入っ
た時点で、各加熱室の入口側設定温度は最高温度に達す
る。
【0033】 このように基板1が移動元の加熱室3か
ら、より設定温度の高い移動先の加熱室5へと移動する
につれて、各加熱室の入口側設定温度を上昇させていく
と、遅れて移動先の加熱室入ってくる基板1のより後方
の部位ほど、移動先の加熱室の入口付近で迅速に昇温さ
れ、先に高温に晒されたより前方の部位の温度に速やか
に追いつくことができる。
【0034】 そして、図2(e)のように、基板1が所
定位置に停止した後、各加熱室の入口側設定温度は徐々
に降下し、図2(f)のように所定の温度勾配に戻った時
点から所定時間の熱処理が行われ、再び次の加熱室への
移動が始まる。
【0035】 第二の熱処理方法では、このように設定
温度の異なる隣接する加熱室間で基板を搬送する際に、
各加熱室の温度設定を当該基板の搬送に同調させて変化
させることにより、搬送の工程で生じた基板内の温度分
布を早期に解消する。なお、降温域の隣接する加熱室間
で基板を搬送する際には、前記の例とは逆に、ガラス基
板の移動に同調させて加熱室の入口側設定温度を徐々に
降下させることで、同様に搬送時に生じた温度分布の早
期解消を図ることができる。
【0036】 また、前記の例では、加熱室の入口側設
定温度を変化させたが、状況に応じて加熱室の出口側設
定温度を変化させたり、加熱室内全体の設定温度を変化
させてもよい。更に、前記の例のように各加熱室内の設
定温度に勾配を設けず、加熱室内全体の設定温度に差の
ない状態で温度を変化させてもよい。
【0037】 次に、本発明の熱処理方法に好適に使用
できる連続式熱処理炉について説明する。まず、第一の
熱処理方法を実施するのに好適な連続式熱処理炉(第一
の熱処理炉)は、前述のように、その基本的な構成とし
て、被熱処理体の搬送方向に対して区画された複数の加
熱室と、隣接する加熱室へ被熱処理体を搬送するための
搬送手段とを備える。各加熱室には、少なくとも被熱処
理体の搬送方向に対していくつかに分割された加熱手段
が設けられており、それら分割された加熱手段は、各々
が独立した制御系にて個別に温度制御できるようになっ
ている。
【0038】 また、この連続式熱処理炉は、その特徴
的な構成として、加熱室に設けられた各加熱手段の設定
温度が被熱処理体の搬送方向で異なる値となるように制
御できる温度制御装置を有し、これにより前述の第一の
熱処理方法を容易に実施することができる。
【0039】 第二の熱処理方法を実施するのに好適な
連続式熱処理炉(第二の熱処理炉)も、基本的な構成は
同様であるが、その特徴的な構成として、隣接する加熱
室間で被熱処理体を搬送する際に、各加熱室の温度設定
を当該被熱処理体の搬送に同調させて変化させることが
できる温度制御装置を有し、これにより前述の第二の熱
処理方法を容易に実施することができる。
【0040】 前記何れの熱処理炉においても、加熱手
段としては温度制御が容易な電気ヒーターを用いること
が好ましいが、運転コストの面で有利なガス燃焼式間接
加熱式バーナー(ラジアントチューブバーナー)を加熱
手段の一部又は全部に用いてもよい。なお、ラジアント
チューブには、ストレート型、シングルエンド型、U字
型などがあるが、それらの何れを用いてもよい。また、
ガス燃焼式間接加熱式バーナーとしては、蓄熱体を内蔵
した排熱回収型のリジェネレーティブバーナーが好まし
い。
【0041】 図3はリジェネレーティブバーナーの構
造の一例を示す概要図であり、ラジアントチューブ13
の両端にそれぞれバーナーとセラミックハニカム等から
なる蓄熱体15とを備えている。このラジアントチュー
ブ13の両端に備えたバーナーを交互に切り替えて燃焼
させると、高い省エネ効果が得られる。
【0042】 すなわち、チューブの一端のバーナーが
燃焼しているときは、チューブの他端から排気を行いつ
つ排熱を蓄熱体で回収し、当該他端のバーナーに燃焼を
切り替えた際に、蓄熱体で回収した排熱を利用して燃焼
空気を予熱することにより、バーナー加熱に要する燃料
使用量を低減できる。また、短い周期で切り替えを行う
ことによりラジアントチューブ表面の温度分布が小さく
なり、均一な加熱が可能となる。
【0043】 加熱手段と被熱処理体の移動領域との間
には、マッフルを配置することが好ましく、そのマッフ
ルの一部又は全部が赤外線照射率の高い材質からなるも
のであることが特に好ましい。加熱手段から発せられる
熱を、一旦、マッフルで受けることにより、マッフルか
ら遠赤外線若しくは近赤外線が照射されるため、被熱処
理体をより迅速に加熱することが可能となるからであ
る。また、当該マッフルで加熱手段と被熱処理体の移動
領域とを機密的に隔離することにより、被熱処理体の移
動領域におけるクリーン度が確保されるという効果もあ
る。
【0044】 マッフルを構成する赤外線照射率の高い
材質としては、SiCを含有する焼結体が好ましく、中
でもSi含浸SiCが特に好ましい。Si含浸SiC
は、炭化珪素と炭素とを主成分とする成形体を、金属珪
素が存在する減圧の不活性ガス雰囲気又は真空中にて、
金属珪素を含浸させながら焼結させることによって得ら
れるものであり、例えば結晶化ガラスとの比較において
も、図6に示すように顕著に高い赤外線照射率を示し、
また、熱伝導率も非常に高い。
【0045】 搬送手段には、前述したような被熱処理
体を間欠的に搬送する間欠送り方式のものと、被熱処理
体を各加熱室に静止させず、常に移動させながら連続的
に搬送する連続送り方式のものとがある。本発明におい
ては、間欠送り方式の搬送手段が好適に用いられるが、
被熱処理体の昇温を行う昇温域の加熱室間及び被熱処理
体の保温を行う保温域の加熱室間の搬送には、連続送り
方式の搬送手段を用い、被熱処理体の降温(冷却)を行
う降温域の加熱室間の搬送には間欠送り方式の搬送手段
を用いるというように、区域によって両者を使い分ける
ようにしてもよい。
【0046】 ただし、前記のように昇温域の加熱室間
及び保温域の加熱室間の搬送に連続送り方式の搬送手段
を用いる場合には、被熱処理体が隣接する加熱室間に跨
った状態で移動している際に生ずる温度分布を小さくす
るため、被熱処理体の全体が同一加熱室内に位置してい
る期間の搬送速度に対して、被熱処理体が隣接する加熱
室間に跨った状態で移動している期間の搬送速度を十分
に速くする必要がある。具体的には前者の期間の搬送速
度に対して、後者の期間の搬送速度が20倍以上である
ことが好ましく、50倍以上であると更に好ましい。こ
のような搬送速度の変更が可能な連続送り方式の搬送手
段としては、例えばローラーコンベアやチェーンコンベ
アを挙げることができる。
【0047】 搬送速度変更の具体的なタイミングとし
ては、例えば図4(a)のように、被熱処理体である基板
1の先端が、移動元の加熱室3と移動先の加熱室5とを
区画する隔壁7の前側下部に到達した時点より、搬送速
度の加速を行い、最高速度に到達後、図4(b)のよう
に、基板1が加熱室3、5間に跨った状態でいる間は、
その状態を維持する。そして、図4(c)のように、基板
1の後端が、隔壁7の裏側下部に到達した時点より減速
し、基板1の全体が加熱室内に位置している間は、所定
の低速度にて搬送する。
【0048】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、加熱室内で膜形成素材を含む基板を熱処理する際
に、室内の平均温度が異なる他の隣接する加熱室からの
熱的影響によって、基板内に温度分布が生じるのを抑制
し、基板全体を均一に熱処理することができる。また、
本発明によれば、設定温度の異なる隣接する加熱室間で
膜形成素材を含む基板を搬送する際に生じた基板内温度
分布を早期に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一の熱処理方法に係る実施形態の一例を示
す説明図で、(a)は加熱手段の構成の概略を示し、(b)
は平坦設定時における加熱手段の設定温度を示し、(c)
は勾配設定時における加熱手段の設定温度を示し、(d)
は被熱処理体であるガラス基板と当該基板上に設置され
た温度計の位置を示す。
【図2】 第二の熱処理方法に係る実施形態の一例を示
す説明図で、(a)〜(f)は、それぞれ昇温域の隣接する
加熱室間における基板の移動と当該移動時の設定温度の
変化を示す。
【図3】 リジェネレーティブバーナーの構造の一例を
示す概要図である。
【図4】 連続送り方式の搬送手段を用いた場合におけ
る、搬送速度の変更のタイミングを示す説明図で、(a)
が加速の開始時期、(b)が最高速度の維持期間、(c)が
減速の開始時期を示す。
【図5】 PDPの製造工程を示す工程図である。
【図6】 Si含浸SiCの赤外線照射率を示すグラフ
である。
【符号の説明】
1…基板、3…加熱室、5…加熱室、7…隔壁、13…
ラジアントチューブ、15…蓄熱体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F27B 9/38 F27B 9/38 9/40 9/40 F27D 19/00 F27D 19/00 A H01J 9/02 H01J 9/02 F 9/227 9/227 E (72)発明者 青木 道郎 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 4K050 AA02 BA16 CA13 CD02 CD06 CG01 EA03 EA05 4K056 AA09 BA02 BB02 BB06 CA18 FA03 FA04 5C027 AA01 AA05 AA09 5C028 FF14 FF16

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被熱処理体の搬送方向に対して区画され
    た複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱処理体を搬送
    するための搬送手段とを備え、各加熱室に、少なくとも
    被熱処理体の搬送方向に対していくつかに分割され、各
    々が独立した制御系にて個別に温度制御可能な加熱手段
    が設けられた連続式熱処理炉を用いて、膜形成素材を含
    む基板を熱処理する方法であって、 前記複数の加熱室のうち、隣接する他の加熱室の少なく
    とも一方と室内の平均温度が異なる加熱室においては、
    当該加熱室に設けられた各加熱手段の設定温度を被熱処
    理体の搬送方向で異なる値となるように制御して、加熱
    室内の温度に勾配を設けることにより、当該加熱室内に
    て熱処理されている基板に対して、隣接する他の加熱室
    が及ぼす熱的影響を相殺し、前記基板を均一に熱処理す
    ることを特徴とする基板の熱処理方法。
  2. 【請求項2】 前記搬送手段が、隣接する加熱室へ被熱
    処理体を間欠的に搬送する間欠送り方式の搬送手段であ
    る請求項1記載の熱処理方法。
  3. 【請求項3】 前記基板を、昇温、保温及び降温という
    工程で熱処理する場合において、前記基板が保温を行う
    加熱室に存在するときに、当該基板の最高温度の部位と
    最低温度の部位との温度差ΔTが6℃以下となっている
    ように、加熱室内の温度に勾配を設ける請求項1記載の
    熱処理方法。
  4. 【請求項4】 被熱処理体の搬送方向に対して区画され
    た複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱処理体を搬送
    するための搬送手段とを備え、各加熱室に、少なくとも
    被熱処理体の搬送方向に対していくつかに分割され、各
    々が独立した制御系にて個別に温度制御可能な加熱手段
    が設けられた連続式熱処理炉を用いて、膜形成素材を含
    む基板を熱処理する方法であって、 設定温度の異なる隣接する加熱室間で基板を搬送する際
    に、各加熱室の温度設定を当該基板の搬送に同調させて
    変化させることにより、当該搬送の工程で生じた基板内
    の温度分布を早期に解消することを特徴とする基板の熱
    処理方法。
  5. 【請求項5】 前記搬送手段が、隣接する加熱室へ被熱
    処理体を間欠的に搬送する間欠送り方式の搬送手段であ
    る請求項4記載の熱処理方法。
  6. 【請求項6】 被熱処理体の搬送方向に対して区画され
    た複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱処理体を搬送
    するための搬送手段とを備え、各加熱室に、少なくとも
    被熱処理体の搬送方向に対していくつかに分割され、各
    々が独立した制御系にて個別に温度制御可能な加熱手段
    が設けられた連続式熱処理炉であって、 前記加熱室に設けられた各加熱手段の設定温度が被熱処
    理体の搬送方向で異なる値となるように制御できる温度
    制御装置を有することを特徴とする連続式熱処理炉。
  7. 【請求項7】 前記加熱手段が、電気ヒーターである請
    求項6記載の連続式熱処理炉。
  8. 【請求項8】 前記加熱手段の一部又は全部が、ガス燃
    焼式間接加熱式バーナーである請求項6記載の連続式熱
    処理炉。
  9. 【請求項9】 前記ガス燃焼式間接加熱式バーナーが、
    蓄熱体を内蔵した排熱回収型のリジェネレーティブバー
    ナーである請求項8記載の連続式熱処理炉。
  10. 【請求項10】 前記加熱手段と被熱処理体の移動領域
    との間に、マッフルが配置され、当該マッフルの一部又
    は全部が赤外線照射率の高い材質からなるものである請
    求項6ないし9の何れか1項に記載の連続式熱処理炉。
  11. 【請求項11】 前記赤外線照射率の高い材質が、Si
    Cを含有する焼結体である請求項10記載の連続式熱処
    理炉。
  12. 【請求項12】 前記搬送手段が、隣接する加熱室へ被
    熱処理体を間欠的に搬送する間欠送り方式の搬送手段で
    ある請求項6ないし11の何れか1項に記載の連続式熱
    処理炉。
  13. 【請求項13】 被熱処理体の昇温を行う昇温域の加熱
    室間及び被熱処理体の保温を行う保温域の加熱室間の搬
    送には、連続送り方式の搬送手段が用いられ、被熱処理
    体の降温を行う降温域の加熱室間の搬送には、間欠送り
    方式の搬送手段が用いられる請求項6ないし11の何れ
    か1項に記載の連続式熱処理炉。
  14. 【請求項14】 前記連続送り方式の搬送手段が、被熱
    処理体全体が同一加熱室内に位置している期間の搬送速
    度に対して、被熱処理体が隣接する加熱室間に跨った状
    態で移動している期間の搬送速度を20倍以上にできる
    ような速度変更可能なものである請求項13記載の連続
    式熱処理炉。
  15. 【請求項15】 被熱処理体の搬送方向に対して区画さ
    れた複数の加熱室と、隣接する加熱室へ被熱処理体を搬
    送するための搬送手段とを備え、各加熱室に、少なくと
    も被熱処理体の搬送方向に対していくつかに分割され、
    各々が独立した制御系にて個別に温度制御可能な加熱手
    段が設けられた連続式熱処理炉であって、隣接する加熱
    室間で被熱処理体を搬送する際に、各加熱室の温度設定
    を当該被熱処理体の搬送に同調させて変化させることが
    できる温度制御装置を有することを特徴とする連続式熱
    処理炉。
  16. 【請求項16】 前記加熱手段が、電気ヒーターである
    請求項15記載の連続式熱処理炉。
  17. 【請求項17】 前記加熱手段の一部又は全部が、ガス
    燃焼式間接加熱式バーナーである請求項15記載の連続
    式熱処理炉。
  18. 【請求項18】 前記ガス燃焼式間接加熱式バーナー
    が、蓄熱体を内蔵した排熱回収型のリジェネレーティブ
    バーナーである請求項17記載の連続式熱処理炉。
  19. 【請求項19】 前記加熱手段と被熱処理体の移動領域
    との間に、マッフルが配置され、当該マッフルの一部又
    は全部が赤外線照射率の高い材質からなるものである請
    求項15ないし18の何れか1項に記載の連続式熱処理
    炉。
  20. 【請求項20】 前記赤外線照射率の高い材質が、Si
    Cを含有する焼結体である請求項19記載の連続式熱処
    理炉。
  21. 【請求項21】 前記搬送手段が、隣接する加熱室へ被
    熱処理体を間欠的に搬送する間欠送り方式の搬送手段で
    ある請求項15ないし20の何れか1項に記載の連続式
    熱処理炉。
  22. 【請求項22】 被熱処理体の昇温を行う昇温域の加熱
    室間及び被熱処理体の保温を行う保温域の加熱室間の搬
    送には、連続送り方式の搬送手段が用いられ、被熱処理
    体の降温を行う降温域の加熱室間の搬送には、間欠送り
    方式の搬送手段が用いられる請求項15ないし20の何
    れか1項に記載の連続式熱処理炉。
  23. 【請求項23】 前記連続送り方式の搬送手段が、被熱
    処理体全体が同一加熱室内に位置している期間の搬送速
    度に対して、被熱処理体が隣接する加熱室間に跨った状
    態で移動している期間の搬送速度を20倍以上にできる
    ような速度変更可能なものである請求項22記載の連続
    式熱処理炉。
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