JP2002319473A - 加熱炉 - Google Patents

加熱炉

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JP2002319473A
JP2002319473A JP2001124044A JP2001124044A JP2002319473A JP 2002319473 A JP2002319473 A JP 2002319473A JP 2001124044 A JP2001124044 A JP 2001124044A JP 2001124044 A JP2001124044 A JP 2001124044A JP 2002319473 A JP2002319473 A JP 2002319473A
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JP
Japan
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temperature
reflector
hot plate
heating furnace
fluid
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Application number
JP2001124044A
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English (en)
Inventor
Shuichi Hariguchi
秀一 播口
Masasuke Miyamoto
昌祐 宮本
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】炉内の雰囲気温度を常に一定に保持し、被加熱
体の均熱性を保つ加熱炉を提供する。 【解決手段】加熱源を有するホットプレートと、該ホッ
トプレートの対向側に設置した加熱源を有しない反射板
と、前記ホットプレートと反射板との間に形成された被
加熱体が通過する通路とを有し、前記ホットプレートに
より被加熱体を加熱する構成からなる加熱炉において、
前記反射板に空洞を設け、この空洞に流体を流通させて
反射板の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特
徴とする加熱炉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に液晶ディスプ
レイ用カラーフィルタの製造工程などに用いると好適な
加熱炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例として、LCD用カラーフィルタの製
造プロセスでは、基板上に顔料などで着色したポジ型ま
たはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した非感光性樹
脂の上に感光性樹脂を積層状態に塗布し、フォトリソグ
ラフィ法によって所望のパターンを形成させる製造方法
が主流となっている。
【0003】フォトリソグラフィ法では樹脂のウェット
塗膜を形成し、これを加熱炉によって乾燥・硬化させる
工程が非常に多く、また加熱炉での基板の均熱化がパタ
ーン精度に大きく影響することが知られている。
【0004】加熱炉の種類としては、ホットプレート方
式、熱風オーブン方式、真空乾燥方式など様々な方法が
あり、樹脂の種類や目的に応じて適宜選択される。
【0005】ホットプレート方式は、電熱ヒーター等で
加熱したプレート上に、直接またはプレート上に設置し
たピンなどの治具上に被加熱体を保持し、主にホットプ
レートからの輻射伝熱によって被加熱体を加熱する方式
である。
【0006】熱風オーブン方式は、伝熱ヒーターと伝熱
ヒーターによって加熱した熱風を加熱炉内で循環させ、
炉内に保持した被加熱体を主に対流伝熱により加熱する
方式である。
【0007】真空乾燥方式は、真空状態にしたチャンバ
ーの中に乾燥を要する物体を保持し、チャンバー内を減
圧にすることによって、溶媒の気化を促進する乾燥方式
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来法
では以下に示すような問題点が見られた。
【0009】ホットプレート方式の加熱炉は、加熱部を
有したホットプレートが下部に存在し、さらに、反射板
がホットプレートの上部にあり、被加熱部を両者の間に
保持して加熱する方式を用いている。しかし、ホットプ
レートは主として輻射伝熱により加熱を行うため、ホッ
トプレートと反射板との間に被加熱体が存在する時は、
ホットプレートからの輻射伝熱は被加熱体に吸収される
が、被加熱体が存在しないときは、ホットプレートから
の輻射伝熱は直接反射板に伝わり、反射板の過昇温を引
き起こした。連続的に被加熱体を処理する場合、被加熱
体はホットプレートと反射板の間に存在するときと存在
しないときがあるため、炉内の雰囲気温度を一定に保つ
ことは非常に困難であった。
【0010】そこで、反射板に伝熱ヒーターや冷却水な
どの温度制御するための機能を付加することも考えられ
る。しかし、伝熱ヒーターは高価である上、大量の消費
電力が必要となる。さらに、被加熱体から可燃性の溶媒
などは蒸発する場合、伝熱ヒーターが上部にあると、燃
焼する危険性がある。また、伝熱ヒーターや冷却水を用
いた場合、反射板の均熱化が不十分になるため、温度ム
ラが被加熱体の乾燥状態を悪化させる結果となった。
【0011】本発明はかかる従来技術の欠点を改良し、
炉内の雰囲気温度を常に一定に保持し、被加熱体の均熱
性を保つことができる加熱炉を提供することを目的とす
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
に本発明は以下の構成を採用する。すなわち、 (1)加熱源を有するホットプレートと、該ホットプレ
ートの対向側に設置した加熱源を有しない反射板と、前
記ホットプレートと反射板との間に形成された被加熱体
が通過する通路とを有し、前記ホットプレートにより被
加熱体を加熱する構成からなる加熱炉において、前記反
射板に空洞を設け、流体を該空洞に流通させて反射板の
温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする
加熱炉。
【0013】(2)前記反射板において、隣り合う任意
の空洞を流通する流体の流通する向きが向流となる構造
を有することを特徴とする前記(1)に記載の加熱炉。
【0014】(3)前記反射板の空洞を流通する流体が
非爆発気体であることを特徴とする前記(1)または
(2)に記載の加熱炉。
【0015】(4)前記反射板に温度を検知する手段を
設け、さらに該反射板が所定温度以上に上昇したことを
前記温度検知手段によって検知し、この検知結果に基づ
いて、前記流体を一定量流通させる手段を設けるか、ま
たは前記反射板の温度に応じて流体の流通量を変化させ
る手段を設けたことを特徴とする前記(1)〜(3)の
いずれかに記載の加熱炉。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態について説明する。
【0017】本発明は、加熱源を有するホットプレート
と、該ホットプレートの対向側に設置した加熱源を有し
ない反射板とを有する加熱炉からなり、該ホットプレー
トと反射板との間に、基板を通過させて、前記ホットプ
レートにより基板を加熱するようにしたものである。そ
して本発明においては、上記加熱炉において、前記反射
板に空洞を設け、流体を該空洞に流通させて反射板の温
度を制御するようにしたことを特徴とするものである。
【0018】本発明を構成する加熱炉は1枚、もしくは
複数枚のホットプレートから構成されている。
【0019】上記のホットプレートの材質としては、ア
ルミニウム、鉄、銅などの金属類や、金属の合金、さら
に金属類にセラミックなどの表面処理を行ったものが好
適に用いられる。
【0020】ホットプレートの加熱方法は特に限定され
ないが、伝熱ヒーターが好適に用いられる。
【0021】基板を保持する方法としては、ホットプレ
ートに密着させる方法や、ホットプレートと基板との間
隔を保つためにピンなどを立てて保持する方法などがあ
る。基板の面内温度分布はホットプレートに密着させた
方が小さくなるが、ホットプレートに密着させることに
よって静電気の発生や基板裏面の汚染などの問題が発生
するため、適宜選択すればよい。
【0022】ホットプレートと反射板の間隔は、好まし
くは20〜40mmの範囲であり、さらに好ましくは2
0〜30mmの範囲での使用であるが、間隔が狭くなる
ほど基板と反射板が接触する可能性が高くなる。
【0023】ホットプレートと基板との間隔は、好まし
くは0〜20mmの範囲であり、さらに好ましくは0.
5〜10mmの範囲での使用であるが、間隔が広くなる
ほど基板の面内温度分布は大きくなる傾向になる。
【0024】さらに、ホットプレートと基板との間隔を
保つピンの材質については、SUS、鉄、銅、アルミニ
ウムなどの金属類、ベスペルなどの耐熱性高分子などが
好適に用いられる。
【0025】本発明においては、反射板に空洞を設け、
該空洞に流体を通し、反射板と流体の熱交換によって反
射板の温度を制御するようにしたものである。反射板の
温度を制御するために用いる流体としては、非爆発気体
であることが好ましく、例えば、ドライエア、N2 、A
rなどの希ガスなどがあり、その目的に応じて適宜選択
すればよい。また、前記反射板において、隣り合う任意
の空洞を流通する流体の流通する向きが向流となる構造
を有するものであることが好ましい。該構造にすること
で、低温の流体と、熱交換によって昇温した流体が常に
隣接して流通し、反射板の面内全領域にわたって温度が
均一になる。
【0026】流体の流通量は、流通される流体の温度、
反射板の材質、制御温度の範囲を考慮して設定する。流
体の温度は、0〜50℃の範囲での使用が好ましく、2
0〜25℃の範囲での使用がさらに好ましい。
【0027】反射板はホットプレートからの輻射伝熱に
よって加熱されるため、基板が連続的に通過するときは
基板によってホットプレートからの輻射熱が遮られ、反
射板は低い温度で安定した状態となる。しかし基板が通
過しないときは基板による遮蔽がないため、反射板の温
度が上昇し、最終的に高い温度で安定した状態となる。
よって加熱炉内の温度分布を一定にするためには、反射
板の温度が常に低い温度で一定となるように制御するこ
とが重要である。
【0028】気体の流通のタイミングとしては、加熱炉
内に基板が無くなった時点で流通するか、もしくは反射
板に熱電対などの温度検知手段を設置して、反射板が一
定温度以上になった段階で流体を流通する方法が有効で
ある。とくに反射板に設置した温度検知手段によって反
射板の温度を測定して反射板の温度に応じて気体の流通
量を変化させる手段を設けると、反射板の温度の変動幅
がより小さなものとなり好ましい。
【0029】
【実施例】以下、好ましい実施態様を用いて本発明をさ
らに詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明
の効力はなんら制限されるものではない。
【0030】実施例1 本発明の加熱炉における反射板の一例の上面図を図1に
示す。また、該加熱炉の側面図を図2に示す。
【0031】図1、図2において、反射板1は460m
m×530mmのアルミニウムプレートである。2は反
射板1に設けられた空洞、すなわち流体の流路であり、
流路2の断面は1辺10mmの正方形である。また、図
1に示す渦巻き状構造は、反射板1を均熱化するため
に、反射板内の任意の場所で低温の流体と高温の流体が
向流で流通するよう設計されたものである。図1におい
て、流路2の占有する面積が反射板1の面積の80%と
なるように流路2の形状を設計した。3および4はそれ
ぞれ流体の入口および出口である。5はホットプレート
であり、該ホットプレート5の設定温度は255℃とし
た。反射板1の冷却に使用する流体はN2とした。上記
ホットプレート5と反射板1との間の通路に被加熱体で
ある基板6を通過させる。ホットプレート5と反射板1
の間隔は20mmとした。
【0032】上記流路2に230 l/minのN2を流通
させることによって、反射板1の温度は105℃に保持
された。このときの反射板内の温度分布は±5℃であっ
た。
【0033】比較例1 空洞を有しない反射板1’を有する加熱炉を用いた場
合、実施例1に記載の温度設定条件のもとで、反射板
1’の温度は190℃であった。該加熱炉に基板6を連
続的に流した場合、反射板1’の温度は190℃から1
05℃に変化し、定常状態に達した。すなわち、反射板
1’が定常状態に達するまでは、反射板1’の温度が1
05℃以上190℃以下の状態で基板が流れ、キュア過
剰となった。
【0034】
【発明の効果】本発明は、上記の構成とすることによ
り、加熱炉内の雰囲気を常に基板連続搬送時と同等の条
件に保持することができ、かつ反射板の均熱化を達成す
ることができる。また、反射板の温度制御を加熱のみの
制御とし、さらにN2 や空気を反射板の冷却に使用する
ことができ、非常に安価な温度制御方式とすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加熱炉の一例を示す上面概略図で
ある。
【図2】本発明に係る加熱炉の一例を示す側面概略図で
ある。
【符号の説明】
1、1’:反射板 2 :反射板内空洞部分(=流体流路) 3 :流体入口 4 :流体出口 5 :ホットプレート 6 :ガラス基板
───────────────────────────────────────────────────── 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) // G02F 1/1335 505 G02F 1/1335 505 Fターム(参考) 2H091 FA02 FC22 FC29 LA12 3K058 AA12 AA86 BA00 BA18 CA12 EA01 EA23 GA06 4K056 AA09 BB06 CA10 CA18 FA04 FA13 4K063 AA05 AA12 BA06 BA12 CA03 FA02 FA19 FA29

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱源を有するホットプレートと、該ホッ
    トプレートの対向側に設置した加熱源を有しない反射板
    と、前記ホットプレートと反射板との間に形成された被
    加熱体が通過する通路とを有し、前記ホットプレートに
    より被加熱体を加熱する構成からなる加熱炉において、
    前記反射板に空洞を設け、流体を該空洞に流通させて反
    射板の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴
    とする加熱炉。
  2. 【請求項2】前記反射板において、隣り合う任意の空洞
    を流通する流体の流通する向きが向流となる構造を有す
    ることを特徴とする請求項1に記載の加熱炉。
  3. 【請求項3】前記反射板の空洞を流通する流体が非爆発
    気体であることを特徴とする請求項1または2に記載の
    加熱炉。
  4. 【請求項4】前記反射板に温度を検知する手段を設け、
    さらに該反射板が所定温度以上に上昇したことを前記温
    度検知手段によって検知し、該検知結果に基づいて、前
    記流体を一定量流通させる手段を設けるか、または前記
    反射板の温度に応じて流体の流通量を変化させる手段を
    設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の加熱炉。
JP2001124044A 2001-04-23 2001-04-23 加熱炉 Pending JP2002319473A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014518839A (ja) * 2011-05-27 2014-08-07 コーニング インコーポレイテッド ガラス成形システム及び関連装置及び方法
CN108022856A (zh) * 2016-10-31 2018-05-11 日新离子机器株式会社 加热装置、半导体制造装置
JP2018078265A (ja) * 2016-10-31 2018-05-17 日新イオン機器株式会社 加熱装置、半導体製造装置

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