JP2971771B2 - 昇華物除去機能付熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理するときに昇華
物を発生する被処理物を処理室内で熱処理する熱処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱処理装置では、例えば液晶基板のよう
に、露光行程等の製造行程の途中で付着したレジスト等
が熱処理されるときに昇華物を発生させる被処理物を処
理する場合がある。このような昇華物は、熱処理時に
は、処理室内の高温により気化する。

【０００３】一方、熱処理装置には、被処理物を出し入
れするための搬入孔及び搬出孔が設けられる。又、通
常、処理室内において被処理物を移動させるための移動
機構を設け、この移動機構の駆動部を処理室に隣接した
機械室に設けているので、処理室と機械室との間に移動
機構のための貫通孔が生ずる。従って、このような孔が
不可避的に存在するため、熱処理装置は完全な密閉容器
を形成していない。このため、処理室内で気化した昇華
物気体を含む空気がこのような孔から外部に出ることに
なる。そして、この気体が外気温度に曝されて温度降下
し、気化していた昇華物が孔の近傍で析出する。

【０００４】熱処理装置は通常、比較的清浄度の高い部
屋に設置されているので、このような析出物が発生する
と、設置した部屋の清浄度が保てなくなったり、析出物
が熱処理炉に搬入及び搬出される被処理物や搬送機等に
も堆積する。その結果、部屋が汚れるため清掃が必要に
なったり、室内の生環境が悪化すること、部屋の空調機
が汚れて空調性能が低下したり、故障が多発すること、
被処理物が汚れて品質が低下したり歩留りが悪くなるこ
と、周辺の諸装置が汚れ、それらの清掃やメンテナンス
が必要になり、生産ラインが停止すること、等の様々な
問題を発生させる。ところが、従来の熱処理装置では、
このような昇華物の問題に対する対策の講じられたもの
はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、周辺に昇華物を散乱・堆積させ
ることのない熱処理装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、熱処理するときに昇華
ガスを発生する被処理物を処理室内で熱処理する熱処理
装置において、前記処理室内と外部との導通部から所定
の圧力で気体を吸引する気体吸引手段を有することを特
徴とし、請求項２の発明は、上記に加えて、吸引した前
記気体中の前記昇華ガスが固形化する温度まで冷却する
冷却手段と、前記昇華ガスが固形化した昇華物を前記気
体から分離する分離手段と、を有することを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】熱処理装置では、被処理物を十分処理温度に曝
すと共に処理する温度を均一化するために、被処理物が
入れられている処理室に送風機によって加熱された高温
気体を送ってこれを循環させる。このとき、被処理物が
昇華物の気化ガスを発生させることがある。このような
熱処理装置において、請求項１の発明によれば、処理室
内と外部との導通部において処理室側に吸気孔の開けら
れた処理室側吸気室と外部側に吸気孔が開けられた外部
側吸気室とから所定の圧力で気体を吸引する気体吸引手
段を設けているので、処理室内の気体が当該導通部から
外部に漏出するのを防止することができる。即ち、所定
の圧力を適当な負圧にすれば、気体吸引手段は、導通部
において処理室側からその内部気体を吸引すると共に、
外部から空気も吸引し、内部気体の外部への漏出が防止
される。この場合、所定の圧力を小さくすると、処理室
内の圧力により内部気体が外部に漏れ易くなるが、気体
を吸引する吸引口を導通部の導通方向に複数個設けれ
ば、最初の吸引口部分で内部気体が一部分外部の方向へ
漏れても、次の吸引口でこれを吸い込み、内部気体の外
部への漏出をほぼ完全に防止できる。又、所定の圧力で
導通部から気体を吸引すれば、処理室内の圧力が低くな
る。このため、処理室と外部との導通部が複数ある場合
に、気体吸引手段で一部分の導通部から気体を吸引すれ
ば、他の導通部における内部気体の外部への漏出を防止
できることもある。所定の圧力は、このような諸条件を
考慮して実際の装置において適当な値に決定される。そ
して、このように内部気体の外部への漏出が防止されれ
ば、導通部の外部近傍で昇華物が析出せず、清浄に維持
されるべき熱処理装置近傍の環境が汚染されることがな
い。

【０００８】一方、気体吸引手段は上記のように処理室
内の気体を吸引するので、被処理物から発生した昇華物
の気化ガスも吸引する。従って、汚れがそれ程問題にな
らないような適当な場所まで吸引したガスを搬送して排
出することにより、装置内の換気ができると共に、昇華
物の気化ガスを排出して内部で高密度になるのを防止す
ることができる。

【０００９】請求項２の発明によれば、吸引した気体を
昇華物が固形化する温度まで冷却する冷却手段を設けて
いるので、昇華物を固体として析出させることができ
る。この析出物は多くの場合微粒子になっているが、こ
れを吸引した気体から分離する分離手段を設けているの
で、析出物を散逸させることなく回収できる。

【００１０】

【実施例】図１は熱処理装置の一例であるオーブンの全
体構成を示す。オーブンは、断熱壁１で囲われた内槽及
びこれに隣接した機械室２で構成されている。内槽内に
は、内部の空気を循環させる送風機３と、その循環経路
に順次、ダクト部４、高性能フィルタ５、処理室６、そ
の中に設けられ多数枚の液晶基板Ｗを載置して昇降する
ゴンドラ７、空調室８、その中に設けられたヒータ９等
が配設されている。又、図において紙面に平行方向の処
理室６の両側壁には、液晶基板Ｗを出し入れするための
開口１０が設けられ、送風機の吸い込み部には、換気用
の吸気孔１１が設けられている。機械室２には、ゴンド
ラ７を昇降させる昇降機構１２、機械室内を換気して室
内温度の上昇を防止するための吸排気換気ファン１３、
１４等が装備されている。処理室６と機械室２との間の
ゴンドラ７の昇降用の開口は、ゴンドラ７の昇降と共に
巻きだし／巻き込みされるシート状部材１５でシールさ
れる。

【００１１】以上のような一般的構成に加えて、このオ
ーブンは、熱処理するときに昇華ガスを発生する被処理
物の一例としての液晶基板Ｗを処理室６内で熱処理する
ことができる装置であって、処理室６内と外部１００と
の導通部である開口１０から所定の圧力で気体を吸引す
る気体吸引手段としての排気系２０を有する。又、吸引
した気体を昇華物が固形化する温度まで冷却する冷却手
段と固形化した昇華物を気体から分離する分離手段とし
ての接触式水冷却器３０を備えている。接触式水冷却器
３０は、多数の小孔が開けられた洗浄水噴射管３１を内
蔵し、外部から洗浄用の水を供給される。この冷却器で
は、洗浄水が噴射されることにより、吸引した気体が洗
浄水と接触して熱交換し、例えば２３０°Ｃ程度から７
０°位まで冷却される。

【００１２】排気系２０は、開口１０の部分から主とし
て処理室６内の高温ガスを吸引するガスライン２１、主
として外気を吸引する外気ライン２２、外気吸入量を調
整するダンパ２３、吸気ファン２４、その駆動モータ２
５等で構成される。又本実施例では、吸気ファン制御系
４０を設け、処理室６と排気系２０との圧力差を差圧セ
ンサ４１で検出し、その信号をコントローラ４２に入
れ、これから差圧が一定になるようにインバータ４３に
出力し、モータ２５の回転速度を制御するようにしてい
る。従って、本実施例では、気体を吸引する所定の圧力
を上記のような差圧として設定している。但し、例えば
処理室６内の圧力が余り変動しないような場合には、モ
ータ２５を一定の回転速度にし、ファン２４の吸い込み
側にダンパ等を設け、これを手動操作により吸引圧を調
整するようにしてもよい。

【００１３】なお上記実施例では、接触式水冷却器３０
を吸気ファン２４の吸入側に設けているが、これを吐出
側に設けるようにしてもよい。そのようにすれば、ファ
ンの吐出圧力を利用できるので、昇華物の処理能力が増
大する場合がある。又、上記の例では、差圧を一定にす
るために駆動モータの回転速度制御を行っているが、こ
れに代えてダンパ２３の開度制御を行ってもよく、更
に、これらの制御を併用してもよい。

【００１４】図２は開口１０部分の高温ガス及び外気吸
引構造を示す。開口１０の上下には、それぞれ、処理室
６側から主として熱気を吸引するように処理室６側に吸
気孔２６が開けられた上吸気室２７と、外部１００側か
ら主として外気を吸引するように外部１００側に吸気孔
２８が開けられた下吸気室２９とが設けられ、それぞれ
の吸気室にはノズル部２７ａ、２９ａが接続され、高温
ガス及び外気はこのノズル部を通してそれぞれガスライ
ン２１及び外気ライン２２に吸引される。又、開口１０
にシール材１０ａを立設し、内外間の空気の流通を制限
している。このように導通部における導通方向に吸気孔
２６、２８を複列に設ければ、吸引負圧を多少小さくし
ても、処理室６内の熱気の外部１００への漏出をほぼ完
全に防止することができる。

【００１５】以上のような構成により、本オーブンは次
のように運転される。熱処理行程としては、運転開始に
より、送風機３及びヒータ９がオンになり、槽内を熱気
が循環する。この状態で、昇降機構１２によってゴンド
ラ７が２点鎖線の位置から１段づつ上昇する。ゴンドラ
７の動きに対応して、外部の図示しない液晶基板搬入装
置により、液晶基板Ｗが開口１０から１枚づつ搬入さ
れ、ゴンドラ７の積載部に１枚づつ積載され、最上部ま
で上昇して全ての段に液晶基板Ｗが積載される。この状
態でゴンドラ７は一度最下部まで下降し、再び１タクト
時間毎に１段づつ上昇し、外部の図示しない液晶基板搬
出装置及び搬入装置により、液晶基板Ｗが開口１０のう
ちの出口側の開口から１枚づつ搬出された後開口１０の
うちの入口側の開口から１枚づつ搬入され、１タクト毎
に１枚づつ液晶基板Ｗが熱処理されて出て行く。機械室
２内では、換気ファン１３、１４が運転され、換気によ
り内部の温度上昇が抑えられている。

【００１６】以上のような熱処理運転においては、換気
及び昇華物ガスの流出防止のために、排気系２０を作動
させる。即ち、送風機３及びヒータ９をオンにすると共
に、吸気ファン２４をオンにする。この場合、排気系２
０のダンパ２３により、吸気孔２８から吸入する外気の
量を予め調整しておく。又、コントローラ４２で制御す
る処理室６と排気系２０との差圧を２ｍｍＡｑ程度に設
定する。所定の圧力をこのように設定すれば、処理室６
内は外部１００と同程度の圧力になる。一方、処理室６
の機械室２側では、内部の循環空気が上昇気流になるた
め、処理室６と機械室２との境界において、外部から内
部への僅かな空気吸入効果も生ずる。従って、このよう
な圧力設定により、処理室６内の空気がシート状部材１
５部分から機械室２側に漏れることはない。又、機械室
２側からの外気吸入量が多くなり、処理室６内が汚れる
ということもない。更に、処理室６内の温度的な乱れも
生じない。なお、ファンの回転制御による自動差圧調整
を行わない手動操作型の装置の場合には、例えば試運転
等において出荷時にこのような調整を行なっておく。

【００１７】排気系２０の作動により、開口１０の吸気
孔２６から処理室６内の高温ガスが吸引され、その外界
への漏出が防止されると共に、吸気孔２８から外気が吸
引され、これにより、吸気孔２６から処理室６内の高温
ガスを吸引してもなお外界に漏れようとする高温ガスが
外気と共に吸気孔２８に巻き込まれ、開口１０からの高
温ガスの漏れが完全に防止される。

【００１８】吸引した高温ガスと外気との混合ガスは、
冷却器３０内を通過するが、このとき、内部に噴射され
る溶剤を含んだ冷却水と接触して冷却される。そして、
混合ガス中に含まれていた昇華物の気化ガスも冷却さ
れ、昇華物が一度固体粒子として析出した後、溶剤の含
まれた水に溶かされて水と共に排出される。

【００１９】以上のように、開口１０の部分に吸気孔２
６を設けてこれに吸引手段を接続すれば、開口１０から
の高温ガスの漏出を防止するのに好都合であるが、例え
ば駆動軸等処理室６内の他の貫通孔（複数であってもよ
い）から高温ガスを吸引するようにしてもよい。処理室
内の圧力は、空気循環系の構成、被処理物の搬入搬出方
式や内部での移動方式等の諸条件によって相違し、又、
処理室内の高温ガスが漏れる場所も内部装置の配置によ
って異なってくるので、気体吸引手段による吸引場所や
吸引量等は、具体的装置において最適になるように設計
される。

【００２０】又、本実施例では、冷却手段と昇華物の分
離手段とを兼用した手段として接触式水冷却器を用いた
が、例えば冷却手段を冷却媒体と被冷却体とが直接接触
しない形式の冷却器とし、分離手段として、掃除機のよ
うな集塵機能を備えた装置や、水溶式、溶剤式、触媒式
の装置等、各種の適当な装置を設けることができる。即
ち、冷却手段と分離手段とは、昇華物の物理化学的性質
や、環境への影響等を考慮し、実際の装置で発生する昇
華物に対応して適当な手段が選定される。なお、高温ガ
スの排熱を例えば温水製造等に利用したり、熱処理装置
に還元するようなシステムを採用することも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、気体吸引手段によって昇華物気化ガス
の熱処理装置周辺へ漏出を防止することにより、周辺環
境を清浄な状態に維持することができる。請求項２の発
明によれば、上記に加えて、冷却手段と分離手段とによ
って昇華物を析出させて分離することにより、昇華物を
回収でき、環境保全に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のオーブンの全体構成を示す説明図であ
る。

【図２】上記オーブンの開口部分の構造を示し、（ａ）
は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は上側平面図、
（ｄ）は下側平面図である。

【符号の説明】

６ 処理室 ２１ ガスライン（気体吸引手段） ２２ 外気ライン（気体吸引手段） ２４ 吸気ファン（気体吸引手段） ３０ 接触式水冷却装置（冷却手段、分離手段） Ｗ 液晶基板（被処理物）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−19758（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−306368（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−212381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F27D 23/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱処理するときに昇華ガスを発生する被
   処理物を処理室内で熱処理する熱処理装置において、 前記処理室内と外部との導通部から所定の圧力で気体を
   吸引する気体吸引手段を有し、前記導通部は前記処理室
   側に吸気孔が開けられた処理室側吸気室と前記外部側に
   吸気孔が開けられた外部側吸気室とを備え、前記気体吸
   引手段は前記処理室側吸気室と前記外部側吸気室とにそ
   れぞれ導通する処理室側吸気ラインと外部側吸気ライン
   とを備えている、ことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 吸引した前記気体中の前記昇華ガスが固
   形化する温度まで冷却する冷却手段と、前記昇華ガスが
   固形化した昇華物を前記気体から分離する分離手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の熱処理装
   置。