JP5773815B2

JP5773815B2 - 熱処理装置

Info

Publication number: JP5773815B2
Application number: JP2011197817A
Authority: JP
Inventors: 建太畔岡
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-09-12
Also published as: JP2013061081A

Description

この発明は、基板を加熱して処理する熱処理装置に関する。

有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ等の基板に対して、例えば、ベーク処理等の加熱処理を実行する場合においては、熱処理装置が使用される。この熱処理装置は、そこに載置された基板を加熱するためのホットプレートと、このホットプレートを囲む形状を有し、ホットプレートがその内部に配置された熱処理室を形成するチャンバーとを備える。基板はこのチャンバー内においてホットプレートにより加熱処理される。

特許文献１には、ＦＰＤ用ガラス基板を搬送しながら熱処理する加熱処理装置において、チャンバーを構成するケーシングとして、内壁と外壁との間に密閉された空気層が形成された二重構造を有するものを採用するとともに、外壁の内側面に断熱材を配設した構成が開示されている。

特開２００７−１５８２５３号公報

上述したチャンバーは、一般的に、外部への熱の発散を防止し、また、オペレータの安全を確保する目的から、フレームカバーにより覆われている。そして、チャンバーとフレームカバーとの間の領域から排気を行うことにより、フレームカバーが高温となることを防止している。

ここで、近年の基板処理の多様化により、基板を例えば摂氏２００度程度の高温で熱処理する場合がある。このような場合においては、チャンバーが極めて高温になる一方、フレームカバーの高温化を避けるためにチャンバーとフレームカバーとの間の領域から積極的に排気を行うことから、チャンバーの内部と外部の温度差が大きくなり、チャンバーが昇温と降温とを繰り返すことによってチャンバーに変形が生ずるという問題が生じている。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板を高温で処理する場合においても、熱によるチャンバーの変形を有効に防止することができる熱処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板を加熱するためのホットプレートがその内部に配置された熱処理室を形成するチャンバーと、このチャンバーの外側を囲うフレームカバーと、を備えた熱処理装置において、前記チャンバーと前記フレームカバーとの間に、前記チャンバーを囲う断熱領域を形成するための第２チャンバーを配設し、前記チャンバーと前記第２チャンバーとは、前記フレームカバーに対してスライドすることにより、前記フレームカバー内の熱処理位置と、前記フレームカバー外のメンテナンス位置との間を一体的に移動可能であり、前記チャンバーと前記第２チャンバーとは、各々、その上部に蓋部を備え、前記チャンバーの蓋部の一方端は前記チャンバーの本体に対して蝶動可能であり、前記第２チャンバーの蓋部の一方端は前記第２チャンバーの本体に対して蝶動可能であり、前記チャンバーの蓋部の他方端に連結された軸と前記第２チャンバーの他方端に連結された軸との間にはリンク部材が配設され、前記チャンバーの蓋部と前記第２チャンバーの蓋部とは、互いに同期して蝶動することにより開閉することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記断熱領域は、外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第２チャンバーには、断熱材が付設される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記チャンバーは、内部に密閉された空気層が形成された二重構造を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第２チャンバーと前記フレームカバーとの間の空間から排気を行う排気手段を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱処理装置において、前記チャンバーと前記フレームカバーに設けられた搬入搬出口との間に配設された第１フードと、この第１フードに連結された第２フードとをさらに備え、前記第２フードは、前記第２チャンバーの蓋部の一方端に連結されている。

請求項１に記載の発明によれば、第２チャンバーの作用によりチャンバーの内部と外部の温度差を小さくすることができ、基板を高温で処理する場合においても、熱によるチャンバーの変形を防止することが可能となる。また、チャンバーと第２チャンバーとが二重構造となった場合においても、それらのメンテナンスを容易に実行することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、外部との空気の流通が制限された空気断熱層の作用により、チャンバーからフレームカバーへの熱の伝導を低減することができる。このため、熱によるチャンバーの変形をより有効に防止することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、第２チャンバーの外部への熱の発散を防止することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、チャンバー内の熱がチャンバーの外部に発散することを防止することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、フレームカバーが高温となることを抑制できることから、外部への熱の発散を防止し、また、オペレータの安全を確保することが可能となる。

この発明に係る熱処理装置の正面図である。この発明に係る熱処理装置の側面図である。この発明に係る熱処理装置の側面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る熱処理装置の正面図である。また、図２および図３は、この発明に係る熱処理装置の側面図である。なお、図２はチャンバー１および第２チャンバー２が熱処理位置に配置された状態を示しており、図３はチャンバー１および第２チャンバー２がメンテナンス位置に配置された状態を示している。

この発明に係る熱処理装置は、チャンバー１と、第２チャンバー２と、フレームカバー３とを、この順序で順次外側に配置した三重構造を有する。そして、チャンバー１内には、基板１００を加熱して処理するためのホットプレート４が配設されている。このホットプレート４の表面には、図示を省略した微小な複数のサファイアボールがその一部が突出する状態で埋設されており、基板１００は、ホットプレート４に対してプロキシミティギャップと称される微小な間隔を介して載置される。なお、プロキシミティギャップを形成するため、セラミックボールや、ポリイミド樹脂あるいはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂で形成された樹脂ピンを用いてもよい。

チャンバー１は、図２に示すように、上蓋１１と、本体１２と、シャッター１３とから構成される。このチャンバー１は、チャンバーベース２７に立設された支持部２８により支持されている。これらの上蓋１１、本体１２およびシャッター１３は、いずれも、内部に空気層が形成され、この空気層を内壁および外壁により密閉した二重構造を有する。このため、このチャンバー１は、全体として、内部に密閉された空気層が形成された二重構造となっている。

チャンバー１の上蓋１１は、蝶番部１４を介して本体１２に接続されており、本体１２に対して蝶動可能となっている。シャッター１３は、図示しない駆動機構により、図２において仮想線で示す閉止位置と、図２において実線で示す解放位置との間を移動する。シャッター１３が解放位置に配置された状態においては、チャンバー１には、基板１００の搬入搬出口１９と連通する開口部が形成される。また、チャンバー１と基板の搬入搬出口１９との間には、フード１６が配設されている。さらに、チャンバー１における開口部と逆側には、熱処理終了時に、チャンバー１内の空気を排気するための排気部１８が配設されている。

第２チャンバー２は、いずれも金属板から構成される上蓋２１、本体２２およびフード２６と、これらの上蓋２１、本体２２およびフード２６の内面に配設された断熱材２３とを備える。フード２６の端縁は、チャンバー１のフード１６と連結されている。この第２チャンバー２は、チャンバーベース２７とともに、チャンバー１を囲う断熱領域ＴＩを形成する。すなわち、チャンバー１と第２チャンバー２との間には、外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される断熱領域ＴＩが形成されている。

第２チャンバー２の上蓋２１は、蝶番部２４を介してフード２６に接続されており、フード２６および本体２２に対して蝶動可能となっている。そして、上蓋２１に連結された軸２５と、チャンバー１の上蓋１１に連結された軸１５との間には、リンク部材１７が配設されている。このため、後述するように、チャンバー１の上蓋１１と第２チャンバー２の上蓋２１とは、互いに同期して開閉する。

フレームカバー３は、図２に示すように、上面部３１と、下面部３２と、側面部３４と、この側面部３４に形成された開口部を覆うシャッター部３３とから構成される。このフレームカバー３には、第２チャンバー２とフレームカバー３との間の空間から排気を行うための排気口５２が形成されている。この排気口５２は、排気ファン５３と接続されている。また、第２チャンバー２とフレームカバー３との間には、センサ５４が配設されている。このセンサ５４は、例えば、ホットプレート４上で基板１００を昇降するための図示しない昇降ピンの昇降動作を検出するためのものである。なお、センサ５４は、各機構の動作を検出するため複数設けられていてもよく、また、排気口５２は工場のユーティリティ排気に接続されてもよい。

上述したチャンバーベース２７は、フレームカバー３の側面部３４に配設された支持部５１に対してスライド可能となっている。このため、チャンバー１と第２チャンバー２とは、図１および図２に示すフレームカバー３内の熱処理位置と、図３に示すフレームカバー３外のメンテナンス位置との間を一体的に移動可能となっている。また、フレームカバー３におけるシャッター部３３も、チャンバー１および第２チャンバー２と同期して移動可能となっている。そして、図３に示すように、チャンバー１と第２チャンバー２とがメンテナンス位置に移動した状態において、チャンバー１の上蓋１１と第２チャンバー２の上蓋２１とが、互いに同期して開放される構成となっている。

以上のような構成を有する熱処理装置においては、図示しない搬送ロボットにより基板１００が前工程から搬送される。このときには、チャンバー１におけるシャッター１３は図２において実線で示す解放位置に配置されている。そして、基板１００は搬入搬出口１９からチャンバー１内に搬入され、ホットプレート４上に載置される。しかる後、シャッター１３が、図２において仮想線で示す閉止位置に移動する。

この状態において、ホットプレート４により基板１００を加熱する。このときには、チャンバー１が内部に密閉された空気層が形成された二重構造となっていることから、ホットプレート４の加熱作用によるチャンバー１内の熱がチャンバー１の外部に発散することを防止することができる。しかしながら、基板１００を連続して処理した場合には、チャンバー１の外壁も高温となり、その熱はチャンバー１の外周部からチャンバー１と第２チャンバー２との間の領域に伝達される。

一方、第２チャンバー２の内面には、断熱材２３が配設されている。また、上述したように、チャンバー１と第２チャンバー２との間には、外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される断熱領域ＴＩが形成されている。このため、チャンバー１の外周部から伝達された熱が、第２チャンバー２内から外部に発散することが抑制される。なお、断熱材２３は第２チャンバー２の内面の全面に配設されていてもよく、また、一部でもよい。断熱領域ＴＩのみで第２チャンバー２内から外部への熱の発散を抑制できる場合は、断熱材２３は必須ではない。

このときには、排気ファン５３の作用により、第２チャンバー２とフレームカバー３との間の空間から排気口５２を介して空気が排気されている。このため、第２チャンバー２による断熱構造と相俟って、第２チャンバー２とフレームカバー３との間の空間の温度上昇が防止される。このため、フレームカバー３が高温となる危険性を防止することができ、また、第２チャンバー２とフレームカバー３との間に配設されたセンサ５４を熱から守ることが可能となる。

そして、この状態においては、第２チャンバー２とフレームカバー３との間の空間の温度上昇が防止されるが、チャンバー１と第２チャンバー２との間は外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される断熱領域ＴＩとなっていることから、この断熱領域ＴＩの温度はある程度上昇する。このため、チャンバー１の温度とこの断熱領域ＴＩの温度との温度差が過度に大きくなることはない。このため、チャンバー１が昇温と降温とを繰り返したとしても、チャンバー１が熱の影響で変形することを防止することが可能となる。

すなわち、従来のようにチャンバー１を直接フレームカバー３内に配置した場合においては、チャンバー１内の領域は基板１００の熱処理に必要な温度にまで上昇させる必要があり、また、フレームカバー３内(チャンバー１外)の領域はフレームカバー３の過熱やセンサ５４への影響を防止するため一定温度以下に維持する必要があることから、基板１００を高温で熱処理する必要がある場合には、基板１００の処理時にチャンバー１の内側と外側との温度差が大きくなり、チャンバー１が昇温と降温とを繰り返した場合に、チャンバー１が熱の影響で変形するという問題が生じている。この発明に係る熱処理装置においては、第２チャンバー２により形成される断熱領域ＴＩの作用により、このような問題の発生を防止している。

なお、この熱処理装置は、第２チャンバー２の作用によりチャンバー１の外周部を断熱する構成となることから、外部への熱の発散を防止して、熱処理に要する消費電力を低減することができるとともに、チャンバー１内の温度分布のさらなる均一化を図ることが可能となる。

基板１００の熱処理が終了したときには、チャンバー１におけるシャッター１３が図２において実線で示す解放位置に移動する。そして、図示しない搬送ロボットにより基板１００が搬入搬出口１９を介して取り出される。このときには、排気部１８の作用によりチャンバー１内の空気が排気され、チャンバー１内の高温雰囲気やレジスト雰囲気が搬入搬出口１９から搬送ロボット側に流入することを防ぐ。

チャンバー１等のメンテナンスを行うときには、チャンバー１と第２チャンバー２とを、フレームカバー３におけるシャッター部３３とともに、図１および図２に示すフレームカバー３内の熱処理位置から図３に示すフレームカバー３外のメンテナンス位置までスライドさせる。そして、図示しない取っ手等を使用して第２チャンバー２の上蓋２１を開放する。このときには、第２チャンバー２の上蓋２１とチャンバー１の上蓋１１とを連結するリンク部材１７の作用により、図３に示すように、第１チャンバー１の上蓋１１と第２チャンバー２の上蓋２１とが同期して開放される。

このため、この発明に係る熱処理装置のように、チャンバー１の外周部を第２チャンバー２で囲う二重構造を採用した場合においても、チャンバー１等のメンテナンスを容易に実行することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、チャンバー１と第２チャンバー２との間に、外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される断熱領域ＴＩを形成している。ここで、この断熱領域ＴＩは、空気の流れが制限されて空気層による断熱効果が期待できる構成であればよく、必ずしも外気から密閉された構造である必要はない。

１チャンバー
２第２チャンバー
３フレームカバー
４ホットプレート
１１上蓋
１２本体
１３シャッター
１４蝶番部
１５軸
１６フード
１７リンク部材
１８排気部
１９搬入搬出口
２１上蓋
２２本体
２３断熱材
２４蝶番部
２５軸
２６フード
２７チャンバーベース
２８支持部
３１上面部
３２下面部
３３シャッター部
３４側面部
５１支持部
５２排気口
５３排気ファン
５４センサ
１００基板
ＴＩ断熱領域

Claims

基板を加熱するためのホットプレートがその内部に配置された熱処理室を形成するチャンバーと、このチャンバーの外側を囲うフレームカバーと、を備えた熱処理装置において、
前記チャンバーと前記フレームカバーとの間に、前記チャンバーを囲う断熱領域を形成するための第２チャンバーを配設し、
前記チャンバーと前記第２チャンバーとは、前記フレームカバーに対してスライドすることにより、前記フレームカバー内の熱処理位置と、前記フレームカバー外のメンテナンス位置との間を一体的に移動可能であり、
前記チャンバーと前記第２チャンバーとは、各々、その上部に蓋部を備え、
前記チャンバーの蓋部の一方端は前記チャンバーの本体に対して蝶動可能であり、前記第２チャンバーの蓋部の一方端は前記第２チャンバーの本体に対して蝶動可能であり、前記チャンバーの蓋部の他方端に連結された軸と前記第２チャンバーの他方端に連結された軸との間にはリンク部材が配設され、
前記チャンバーの蓋部と前記第２チャンバーの蓋部とは、互いに同期して蝶動することにより開閉することを特徴とする熱処理装置。
請求項１に記載の熱処理装置において、
前記断熱領域は、外部との空気の流通が制限された空気断熱層から構成される熱処理装置。
請求項２に記載の熱処理装置において、
前記第２チャンバーには、断熱材が付設される熱処理装置。
請求項３に記載の熱処理装置において、
前記チャンバーは、内部に密閉された空気層が形成された二重構造を有する熱処理装置。
請求項４に記載の熱処理装置において、
前記第２チャンバーと前記フレームカバーとの間の空間から排気を行う排気手段を備える熱処理装置。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記チャンバーと前記フレームカバーに設けられた搬入搬出口との間に配設された第１フードと、この第１フードに連結された第２フードとをさらに備え、
前記第２フードは、前記第２チャンバーの蓋部の一方端に連結されている熱処理装置。