JP2005236095A - Heating and cooling method of substrate, and heating and cooling equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置に関する。 The present invention relates to a method for heating and cooling a substrate and a heating and cooling apparatus.
近年、半導体関連、平面型ディスプレイ関連などの分野では、基板を効率良く加熱冷却するプロセスの開発が進められている。例えば、特許文献1に開示された基板加熱冷却技術によれば、冷却室の内面に、輻射率の高い物質を塗布するなどの方法で輻射吸熱層を形成し、冷却室内に設置された基板の熱を輻射吸熱層によって効率良く吸収する。冷却室には冷却水路が設けられ、吸収された基板の熱は冷却水路を流れる冷却水によってすみやかに排熱される。 In recent years, processes for efficiently heating and cooling a substrate have been developed in fields such as semiconductors and flat panel displays. For example, according to the substrate heating and cooling technique disclosed in Patent Document 1, a radiation endothermic layer is formed on the inner surface of the cooling chamber by a method such as applying a substance having a high emissivity, and the substrate installed in the cooling chamber is formed. Heat is efficiently absorbed by the radiation heat absorption layer. A cooling water channel is provided in the cooling chamber, and the absorbed heat of the substrate is quickly exhausted by the cooling water flowing through the cooling water channel.
特許文献2に開示された基板加熱冷却技術によれば、加熱室で加熱された基板は、冷却室に移送され、冷却板により冷却される構成になっている。冷却板は高輻射率の金属から作られ、内部に設けられた冷却管を流れる液体窒素によって−190℃付近の温度に維持されている。これにより、基板を冷却するための時間は8時間から5分に短縮できるとしている。 According to the substrate heating / cooling technique disclosed in Patent Document 2, the substrate heated in the heating chamber is transferred to the cooling chamber and cooled by the cooling plate. The cooling plate is made of a metal having a high emissivity, and is maintained at a temperature around -190 ° C. by liquid nitrogen flowing through a cooling pipe provided inside. Thus, the time for cooling the substrate can be shortened from 8 hours to 5 minutes.
特許文献3に開示された基板加熱冷却技術によれば、熱処理室の内部に搬入された基板は、加熱源により透過窓を介して加熱される。加熱後、加熱源の加熱を停止して基板が冷却される。この際、基板からの輻射熱が熱処理室の底部に吸収され、降温速度が促進される。底部の内部には冷却水通路が形成され、表面には輻射率を大きくする処理が施されている。また、表面積を大きくするため、底部の表面に凹凸加工や傾斜加工を施す技術が開示されている。
上述のように、様々な手法により基板の加熱冷却時間を短くする手法が提案されている。しかし、製品を大量生産するには、更に加熱冷却時間を短くすることが重要となる。
ところで、半導体関連、平面型ディスプレイ関連の分野で行われている基板の加熱冷却の目的は、前工程までに処理された基板の形成面に対してアニールや脱ガス処理をすることにある。しかし、従来の加熱冷却方法では、基板全体を加熱、冷却しており、決して効率よい手法とは言えない。特に、基板が厚くなるほど、基板の熱容量が大きくなり、冷却時間が長くなる問題があった。例えば、シリコンウエハーは基板厚が0.2〜0.5mmと薄いが、平面型ディスプレイ関連で使用されているガラスは基板厚が約3mmあり、加熱、冷却時間に大きく影響する。更には、基板の周辺部から中央部へと冷却が進むため、冷却後の基板温度は中央より周辺部が低くなり、次の処理工程に支障をきたす問題があった。
As described above, methods for shortening the heating and cooling time of the substrate by various methods have been proposed. However, in order to mass-produce products, it is important to further shorten the heating and cooling time.
By the way, the purpose of heating and cooling the substrate performed in the fields related to semiconductors and flat panel displays is to perform annealing and degassing on the formation surface of the substrate processed up to the previous step. However, the conventional heating / cooling method heats and cools the entire substrate, and is not an efficient method. In particular, the thicker the substrate, the larger the heat capacity of the substrate and the longer the cooling time. For example, a silicon wafer has a thin substrate thickness of 0.2 to 0.5 mm, but a glass used in connection with a flat display has a substrate thickness of about 3 mm, which greatly affects heating and cooling time. Furthermore, since the cooling proceeds from the peripheral part of the substrate to the central part, the substrate temperature after cooling is lower in the peripheral part than in the central part, which causes a problem in the next processing step.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、基板の加熱処理が必要な面を、効率的かつ短時間で加熱および冷却ができ、冷却後のパネル面内の温度を均一にすることが可能な基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points. The purpose of the present invention is to efficiently and quickly heat and cool the surface of the substrate that needs to be heat-treated, and to uniformize the temperature in the panel surface after cooling. Another object of the present invention is to provide a heating / cooling method and heating / cooling device for a substrate.
上記課題を解決するため、この発明の態様に係る基板の加熱冷却方法は、基板をその片面側からのみ加熱し、前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差を50℃〜400℃とすることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a substrate heating / cooling method according to an aspect of the present invention heats a substrate only from one side thereof, and the substrate at each position in the substrate surface when the temperature of one side of the substrate becomes maximum. The temperature difference between the front and back surfaces is 50 ° C to 400 ° C.
また、この発明の態様に係る基板の加熱冷却方法は、基板をその片面側からのみ加熱し、前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差を50℃〜400℃とし、加熱後、少なくとも前記基板自体を冷却源として、基板の前記片面側を冷却することを特徴としている。 Further, the substrate heating / cooling method according to the aspect of the present invention is such that the substrate is heated only from one side thereof, and the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate at each position in the substrate surface when the temperature of one side of the substrate becomes maximum. Is set to 50 ° C. to 400 ° C., and after heating, the one side of the substrate is cooled using at least the substrate itself as a cooling source.
この発明の態様に係る加熱冷却装置は、基板の片面と対向して設けられた加熱源と、前記加熱源により基板をその片面側からのみ加熱し、前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差が50℃〜400℃となるように前記加熱源を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。 A heating / cooling device according to an aspect of the present invention includes a heating source provided facing one side of a substrate, and the substrate is heated only from one side by the heating source so that the temperature on one side of the substrate becomes maximum. And a controller that controls the heating source so that the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate at each position within the substrate surface is 50 ° C to 400 ° C.
上述した基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置によれば、加熱時、基板全体を加熱するのではなく、基板片面側だけを加熱することにより、基板の加熱処理が必要な面を短時間で加熱処理することができる。基板の冷却は、基板自体を冷却源とし、基板内での熱交換により行われる。そのため、熱放射で基板を冷却させるよりも効率的に短時間で行うことができる。基板冷却速度は基板厚で決まるため、基板厚が一定であれば、どの基板位置でも冷却後の温度は一定となる。 According to the above-described heating / cooling method and heating / cooling device for a substrate, a surface that requires heat treatment of the substrate is heated in a short time by heating only one side of the substrate, rather than heating the entire substrate during heating. Can be processed. The substrate is cooled by heat exchange within the substrate using the substrate itself as a cooling source. Therefore, it can be performed efficiently and in a shorter time than cooling the substrate with thermal radiation. Since the substrate cooling rate is determined by the substrate thickness, the temperature after cooling is constant at any substrate position as long as the substrate thickness is constant.
本発明によれば、基板の加熱処理が必要な面を、効率的かつ短時間で加熱および冷却でき、冷却後の基板面内の温度を均一にすることが可能な基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface which needs the heat processing of a board | substrate can be heated and cooled efficiently and in a short time, and the heating-cooling method and heating of a board | substrate which can make the temperature in the substrate surface after cooling uniform A cooling device can be provided.
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置について詳細に説明する。
図1および図2に示すように、加熱冷却装置は、真空槽50および真空槽内を真空排気する真空ポンプ52を備え、真空槽内の真空度は1×10−3〜1×10−5Paの範囲に維持されている。真空槽50内には、初期対象となる基板60を水平に支持する支持機構54、加熱源としての加熱ロッド56、基板に対して加熱ロッドを相対的に移動させる移動機構58が設けられている。
A substrate heating / cooling method and heating / cooling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the heating / cooling device includes a
加熱ロッド56は例えば、矩形の横断面形状を有し、ほぼ水平に延びているとともに、支持機構54に支持された基板60の上面と所定の距離を置いて平行に対向している。加熱ロッド56は、例えば、タングステン(W)の純金属または合金を含む材料により形成されている。加熱ロッド56の両端部は、移動機構58のガイドレール62により、それぞれ水平方向に沿って移動可能に支持されている。移動機構58は加熱ロッド56の両端部をガイドレール62に沿って移動させる駆動部64を有している。これにより、加熱ロッド56は、基板60の上面と所定の距離を保持した状態で、基板表面と平行に移動可能となっている。
For example, the
加熱ロッド56の両端は、真空槽50の外部に配設された直流電源66に電気的に接続されている。そして、直流電源66から加熱ロッド56に通電することにより、加熱ロッドは所望の温度に加熱される。なお、加熱ロッド56の一端は、バネ等の弾性部材67を介して移動機構58に接続されている。これにより、加熱により加熱ロッド56が膨張した場合でも、加熱ロッドの撓みを防止し、基板60上面との距離を一定に維持することができる。移動機構58の駆動部64および直流電源66には、加熱ロッド56の加熱温度、加熱時間、移動速度を制御する制御部68が接続されている。
Both ends of the
次に、上記加熱冷却装置による基板の加熱冷却方法について説明する。
まず、処理対象となる板厚1.2mm以上の基板60を真空槽50内に搬入し、支持機構54によって水平に支持する。この際、処理する面が加熱ロッド56側となるように基板60を支持する。その後、真空槽50内を所定の真空度に真空排気する。
Next, a method for heating and cooling the substrate by the heating and cooling apparatus will be described.
First, a
続いて、制御部68の制御の下、直流電源66から加熱ロッド56に通電し、加熱ロッド56を2000℃以上の高温に加熱する。加熱ロッド56と基板60上面との距離を保った状態で、移動機構58により、加熱ロッド56を基板60の一端側から他端側まで水平方向に移動させる。この動作により、加熱ロッド56が通過する順に基板60の上面側が加熱され、加熱ロッドが基板上面の一端端から他端までスキャンすることで加熱が完了する。この際、基板60は、片面、つまり、上面側のみが加熱ロッド56によって加熱され、基板の裏面は加熱されない。
Subsequently, under the control of the
次に、加熱ロッド56への通電を停止し、加熱ロッドを基板60から離間させることにより、基板60の冷却処理を開始する。冷却処理では、基板60自体を冷却源として使用し、基板内部および基板裏面付近の比較的加熱処理で加熱されなかった領域と、基板上面側の加熱領域との熱交換により基板を冷却する。
Next, the energization of the
図3は、上述した加熱冷却処理における基板上面の温度変化状態を示している。温度測定個所は、図2に記載されたX点とした。図3に実線Aで示すように、基板60上面の温度は、加熱処理により25℃から340℃まで加熱される。一方、この時の同位置における基板60裏面の温度は、破線Bで示すように、70℃以下であった。冷却処理では、基板60自体の熱交換により、基板全体の温度が均一になるように、基板表面の温度が急冷される。基板60が100℃以下になるまでの時間は3分であり、短時間で冷却することができた。
FIG. 3 shows a temperature change state of the upper surface of the substrate in the heating and cooling process described above. The temperature measurement location was the point X described in FIG. As shown by a solid line A in FIG. 3, the temperature of the upper surface of the
加熱源の温度を高くして早く加熱することで基板60の表面側のみを加熱することができ、加熱冷却時間を短くすることができる。つまり、基板60の片面側のみを短時間で加熱し、基板60の表裏の温度差を大きくすることが望ましい。基板60表裏の温度差を最大にするには、基板表面の温度が最高温度の時に、基板裏面の温度が加熱前の温度になっていることが望ましい。しかし、加熱処理により、基板60裏面の温度も若干上昇してしまう。そのため、実際には、基板60表面の最高温度が450℃〜550℃とした時に、基板表面、裏面の温度差は400℃が限界となる。一方、基板表面、裏面の温度差の最小は、限りなくゼロにすることもできる。しかし、この場合、基板60全体を加熱してしまうことになり加熱冷却時間が長くなってしまう。そのため、冷却時間の短縮の効果を得るには、基板表面、裏面の温度差は50℃以上、400℃以下とすることが望ましい。このような温度差は、制御部68によって加熱ロッド56の加熱温度、加熱時間、移動速度を制御することにより調整することができる。
By raising the temperature of the heating source and heating quickly, only the surface side of the
上記構成のように構成された基板の加熱冷却方法および加熱冷却装置によれば、加熱時、基板全体を加熱するのではなく、基板片面側だけを加熱することにより、基板の加熱処理が必要な面を短時間で加熱処理することができる。基板の冷却は、基板自体を冷却源とし、基板内での熱交換により行われる。そのため、熱放射で基板を冷却する場合よりも、効率的に短時間で冷却することができる。基板冷却速度は基板厚で決まるため、基板厚が一定であれば、どの基板位置でも冷却後の温度は一定となる。 According to the heating / cooling method and heating / cooling apparatus for a substrate configured as described above, the substrate needs to be heat-treated by heating only one side of the substrate, rather than heating the entire substrate during heating. The surface can be heat-treated in a short time. The substrate is cooled by heat exchange within the substrate using the substrate itself as a cooling source. Therefore, it is possible to efficiently cool the substrate in a shorter time than when the substrate is cooled by heat radiation. Since the substrate cooling rate is determined by the substrate thickness, the temperature after cooling is constant at any substrate position as long as the substrate thickness is constant.
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で、種々変形することができる。例えば、大きな基板を処理する場合、加熱ロッド56の長さを長くする必要があり、加熱ロッドが自重で弛んでしまう虞がある。この場合、加熱ロッドは自重で撓まない形状に適宜変更することが望ましい。例えば、図4(a)、図4(b)、図4(c)に示すように、加熱ロッド56は、横断面形状が凹型、L字型、あるいはT型となるように形成してもよく、目的の基板サイズに合わせて熱源形状を選定するのがよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, when processing a large substrate, it is necessary to increase the length of the
大きな基板を処理する場合、熱源を移動させるのに時間を要するため、複数の加熱ロッドを設け、それぞれ独立して基板表面の異なる領域を加熱する構成としてもよい。本実施形態では、加熱源をスキャンさせたが、加熱源を固定し基板を移動させてもよい。また、処理する基板の表面積とほぼ同一の大きさを有した加熱源を設け、基板および加熱源を相対的に移動させることなく基板を加熱する構成としてもよい。 When processing a large substrate, since it takes time to move the heat source, a plurality of heating rods may be provided and different regions on the substrate surface may be heated independently. In this embodiment, the heating source is scanned, but the heating source may be fixed and the substrate may be moved. Alternatively, a heating source having a size approximately the same as the surface area of the substrate to be processed may be provided, and the substrate may be heated without moving the substrate and the heating source relatively.
加熱源の形成材料は、タングステンに限らず、蒸気圧が低く、高融点の材料であれば良く、タンタル(Ta)、オスミウム(Os)、レニウム(Re)、またはモリブテン(Mo)の純金属およびその合金を用いてもよい。また、基板表面側を加熱することができる加熱源であれば上記材料そのものでなくてもよい。そのため、加熱源はランプでも良く、例えば集光式ランプやハロゲンランプであれば比較的効率良く基板表面側を加熱することができる。 The material for forming the heat source is not limited to tungsten, but may be any material having a low vapor pressure and a high melting point, such as a pure metal such as tantalum (Ta), osmium (Os), rhenium (Re), or molybdenum (Mo). The alloy may be used. Further, the material itself may not be used as long as the heating source can heat the substrate surface side. Therefore, the heating source may be a lamp. For example, if it is a condensing lamp or a halogen lamp, the substrate surface side can be heated relatively efficiently.
次に、上述した加熱冷却装置および加熱冷却方法を平面型表示装置としてのFEDの製造に適用した実施形態について説明する。始めにFEDの構成を説明する。
図5および図6に示すように、FEDは、それぞれ矩形状のガラス基板からなる第1基板11および第2基板12を備え、これらの基板は約1.0〜3.0mmの隙間をおいて対応配置されている。第1基板11および第2基板12は、ガラスからなる矩形枠状の側壁13を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された偏平な真空外囲器10を構成している。
Next, an embodiment in which the heating / cooling device and the heating / cooling method described above are applied to manufacture of an FED as a flat display device will be described. First, the configuration of the FED will be described.
As shown in FIGS. 5 and 6, the FED includes a
接合部材として機能する側壁13は、例えば、フリットガラス等の低融点ガラス30により、第2基板12の内面周縁部に封着されている。また、第1基板11と側壁13との間は、封着面上に形成された下地層31a、31bとこの下地層上に形成されたインジウム層32とが融合した封着層33によって封着されている。これにより、側壁13および封着層33は、第1基板11および第2基板12の周縁部同士を気密に接合し、第1および第2基板間に密閉空間を規定している。
The
真空外囲器10の内部には、第1基板11および第2基板12に加わる大気圧荷重を支えるため、例えば、ガラスからなる複数の板状の支持部材14が設けられている。これらの支持部材14は、真空外囲器10の短辺と平行な方向に延在しているとともに、長辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、支持部材14の形状については特にこれに限定されるものではなく、柱状の支持部材を用いてもよい。
In order to support an atmospheric pressure load applied to the
図7に示すように、第1基板11の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン16が形成されている。この蛍光体スクリーン16は、赤、緑、青に発光する複数の蛍光体層15、および蛍光体層の間に形成された複数の遮光層17を備えている。各蛍光体層15は、ストライプ状、ドット状あるいは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン16上には、アルミニウム等からなるメタルバック層18およびゲッタ膜19が順に形成されている。
As shown in FIG. 7, a
第2基板12の内面上には、蛍光体スクリーン16の蛍光体層15を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子22が設けられている。詳細に述べると、第2基板12の内面上には、導電性カソード層24が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ25を有した二酸化シリコン膜26が形成されている。二酸化シリコン膜26上には、モリブデン、ニオブ等からなるゲート電極28が形成されている。そして、第2基板12の内面上において各キャビティ25内に、モリブデン等からなるコーン状の電子放出素子22が設けられている。これらの電子放出素子22は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。その他、第2基板12上には、電子放出素子22に電位を供給する多数本の配線21がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器10の外部に引出されている。
On the inner surface of the
上記のように構成されたFEDにおいて、映像信号は、電子放出素子22とゲート電極28に入力される。電子放出素子22を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、+100Vのゲート電圧が印加される。また、蛍光体スクリーン16には+10kVが印加される。そして、電子放出素子22から放出される電子ビームの大きさは、ゲート電極28の電圧によって変調され、この電子ビームが蛍光体スクリーン16の蛍光体層を励起して発光させることにより画像を表示する。なお、蛍光体スクリーン16には高電圧が印加されるため、第1基板11、第2基板12、側壁13、および支持部材14用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。また、第1基板11および第2基板12は板厚が例えば1.5mm以上に形成されている。
In the FED configured as described above, a video signal is input to the electron-emitting
次に、前記構成を有するFEDの製造方法について説明する。
まず、第1基板11となる板ガラスに蛍光体スクリーン16を形成する。これは、第1基板11と同じ大きさの板ガラスを準備し、この板ガラスにプロッターマシンで蛍光体ストライプパターンを形成する。この蛍光体ストライプパターンを形成した板ガラスと第12基板用の板ガラスとを位置決め治具に載せて露光台にセットする。この状態で、露光、現像することにより、第1基板11となるガラス板上に蛍光体スクリーンを形成する。その後、蛍光体スクリーン16に重ねてメタルバック層18を形成する。
Next, the manufacturing method of FED which has the said structure is demonstrated.
First, the
続いて、第2基板12用の板ガラスに電子放出素子22を形成する。これはまず、導電性カソード層24を板ガラス上に形成し、このカソード層上に例えば熱酸化法やCVD法あるいはスパッタリング法により2酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。この後、この絶縁膜上に、例えばスパッタリング法や電子ビーム蒸着法によりモリブデンやニオブなどのゲート電極形成用の金属膜を形成する。次に、この金属膜上に、形成すべきゲート電極に対応した形状のレジストパターンをリソグラフィーにより形成する。このレジストパターンをマスクとして金属膜をウェットエッチング法またはドライエッチング法によりエッチングし、ゲート電極28を形成する。
Subsequently, the electron-emitting
その後、レジストパターン及びゲート電極28をマスクとして絶縁膜をウェットエッチングまたはドライエッチング法によりエッチングして、キャビティ25を形成する。そして、レジストパターンを除去した後、第2基板表面に対して所定角度傾斜した方向から電子ビーム蒸着を行うことにより、ゲート電極28上に例えばアルミニウムやニッケルからなる剥離層を形成する。その後、第2基板表面に対して垂直な方向からカソード形成用の材料として例えばモリブデンを電子ビーム蒸着法により蒸着する。これによって、キャビティ25の内部に電子放出素子22が形成される。次に、剥離層をその上に形成された金属膜とともにリフトオフ法により除去する。
Thereafter, the insulating film is etched by wet etching or dry etching using the resist pattern and the
続いて、大気中で低融点ガラス30により側壁13および支持部材14を第2基板12の内面上に封着する。その後、側壁13の封着面の全周に渡って下地層31bを形成し、この下地層の上にインジウムを所定の幅および厚さに充填しインジウム層32を形成する。同様に、第1基板11の側壁と対向する封着面に下地層31aを形成し、この下地層の上にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に充填しインジウム層32を形成する。
Subsequently, the
なお、金属封着材料としては、融点が約350℃以下で密着性、接合性に優れた低融点金属材料を使用することが望ましい。本実施形態で用いるインジウム(In)は、融点156.7℃と低いだけでなく、蒸気圧が低い、低温でも脆くならないなどの優れた特徴がある。また、下地層31a、31bは、金属封着材料に対して濡れ性および気密性の良い材料、つまり、金属封着材料に対して親和性の高い材料を用いる。 As the metal sealing material, it is desirable to use a low melting point metal material having a melting point of about 350 ° C. or less and excellent adhesion and bondability. Indium (In) used in the present embodiment has not only a low melting point of 156.7 ° C., but also has excellent characteristics such as low vapor pressure and no brittleness even at low temperatures. Further, the base layers 31a and 31b are made of a material having good wettability and airtightness with respect to the metal sealing material, that is, a material having high affinity with the metal sealing material.
次いで、側壁13が封着された第2基板12および第1基板11を所定間隔離して対向配置し、この状態で、真空処理装置内に投入する。ここでは、例えば図8に示すような真空処理装置100を用いる。真空処理装置100は、並んで配設されたロード室101、ベーキング室102、ゲッタ膜の蒸着室103、組立室104、冷却室105、およびアンロード室106を備えている。ベーキング室102は、前述した加熱冷却装置により構成され、このベーキング室には、加熱ロッドに通電する直流電源66、および直流電源を制御する制御部68が接続されている。真空処理装置100の各室は、真空処理が可能な処理室として構成され、FEDの製造時には全室が真空排気されている。これら各処理室間は図示しないゲートバルブ等により接続されている。
Next, the
所定間隔離して配置された上述の第1基板11および第2基板12は、まず、ロード室101に投入される。そして、ロード室101内の雰囲気を真空雰囲気とした後、ベーキング室102へ送られる。ベーキング室では、10−5Pa程度の高真空度に達した時点で、第1基板11および第2基板12を300℃以上の温度に加熱してベーキングし、各部材の表面吸着ガスを十分に放出させる。このベーキングは、前述した実施形態と同様の加熱冷却方法により行う。すなわち、第1基板11においては、蛍光体スクリーン16が形成された片面のみを加熱ロッドにより加熱してベーキングを行ない、その後、第1基板自体を冷却源として第1基板を冷却する。また、第2基板12においては、電子放出素子22が設けられた下面のみを加熱ロッドにより加熱してベーキングを行ない、その後、第2基板自体を冷却源として第2基板を冷却する。その他、基板の加熱冷却方法は前述した実施形態と同一であリ、その詳細な説明を省略する。
The
続いて、第1基板11および第2基板12はゲッタ膜の蒸着室103へ送られ、ここで蛍光体スクリーンの外側にゲッタ膜としてBa膜が蒸着形成される。このBa膜は、表面が酸素や炭素などで汚染されることが防止され、活性状態を維持することができる。
Subsequently, the
次に、第1基板11および第2基板12は組立室104に送られ、ここで200℃まで加熱されインジウム層32が液状に溶融あるいは軟化される。この状態で、第1基板11と側壁13と接合して所定の圧力で加圧した後、インジウムを除冷して固化させる。これにより、第1基板11と側壁13とが、インジウム層32および下地層31a、31bを融合した封着層33によって封着され、真空外囲器10が形成される。
このようにして形成された真空外囲器10は、冷却室105に送られ、常温まで冷却された後、アンロード室106から取り出される。以上の工程により、FEDが完成する。
Next, the
The
以上のようなFEDの製造方法および製造装置によれば、真空雰囲気中でベーキングによって基板の表面吸着ガスを十分に放出させた後、ゲッタ膜を形成することにより、吸着能力が優れたゲッタ膜を得ることができる。これにより、高い真空度を維持でき、安定かつ良好な画像を得ることが可能な表示装置を製造することができる。封着材料としてインジウムを使用することにより、フリットで封着した場合のように、真空中で発泡することなく、気密性および封着強度の高いFEDを得ることができる。また、基板の内、脱ガスが必要な片面側を加熱してベーキングした後、基板自体を冷却源として基板を冷却することにより、効率的かつ短時間で基板の加熱、冷却処理を行うことができる。 According to the FED manufacturing method and manufacturing apparatus as described above, a getter film having excellent adsorption capability can be obtained by forming a getter film after sufficiently releasing the surface adsorption gas of the substrate by baking in a vacuum atmosphere. Can be obtained. Thereby, a high vacuum degree can be maintained and the display apparatus which can obtain a stable and favorable image can be manufactured. By using indium as the sealing material, an FED having high airtightness and high sealing strength can be obtained without foaming in a vacuum as in the case of sealing with a frit. In addition, after heating and baking one side of the substrate that requires degassing, the substrate is cooled using the substrate itself as a cooling source, so that the substrate can be efficiently heated and cooled in a short time. it can.
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、上述した実施の形態では、電子放出素子として電界放出型の電子放出素子を用いたが、これに限らず、pn型の冷陰極素子あるいは表面伝導型の電子放出素子等の他の電子放出素子を用いてもよい。また、この発明は、プラズマ表示パネル(PDP)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の他の画像表示装置の製造にも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the field emission type electron emission element is used as the electron emission element. However, the present invention is not limited to this, and other electron emission such as a pn type cold cathode element or a surface conduction type electron emission element is used. An element may be used. The present invention is also applicable to the manufacture of other image display devices such as a plasma display panel (PDP) and electroluminescence (EL).
10…真空外囲器、 11…第1基板、 12…第2基板、 13…側壁、
14…支持部材、 16…蛍光体スクリーン、 22…電子放出素子、
50…真空槽、 54…支持機構、 56…加熱ロッド、 58…移動機構、
60…基板、 66…直流電源、 68…制御部
DESCRIPTION OF
14 ... support member, 16 ... phosphor screen, 22 ... electron-emitting device,
50 ... Vacuum tank, 54 ... Support mechanism, 56 ... Heating rod, 58 ... Moving mechanism,
60 ... Board, 66 ... DC power supply, 68 ... Control unit
Claims (15)
基板をその片面側からのみ加熱し、
前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差を50℃〜400℃とすることを特徴とする基板の加熱冷却方法。 In the method of heating and cooling the substrate,
Heating the substrate only from one side,
A method for heating and cooling a substrate, wherein the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate at each position in the substrate surface is set to 50 ° C to 400 ° C when the temperature of one surface of the substrate becomes maximum.
基板をその片面側からのみ加熱し、前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差を50℃〜400℃とし、
加熱後、少なくとも前記基板自体を冷却源として、前記基板を冷却することを特徴とする基板の加熱冷却方法。 In the method of heating and cooling the substrate,
When the substrate is heated only from one side thereof, and the temperature on one side of the substrate is maximized, the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate at each position in the substrate surface is set to 50 ° C. to 400 ° C.,
A method for heating and cooling a substrate, comprising: cooling the substrate after heating using at least the substrate itself as a cooling source.
前記加熱源により基板をその片面側からのみ加熱し、前記基板の片面の温度が最大になる時に、基板面内の各位置における基板表裏面の温度差が50℃〜400℃となるように前記加熱源を制御する制御部と、
を備えた基板の加熱冷却装置。 A heating source provided facing one side of the substrate;
The substrate is heated only from one side by the heating source, and when the temperature on one side of the substrate is maximized, the temperature difference between the front and back surfaces of the substrate at each position in the substrate surface is 50 ° C. to 400 ° C. A control unit for controlling the heating source;
A substrate heating / cooling device comprising:
Priority Applications (1)
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JP2004044389A JP2005236095A (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Heating and cooling method of substrate, and heating and cooling equipment |
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