TWI492329B

TWI492329B - 熱處理裝置及熱處理方法

Info

Publication number: TWI492329B
Application number: TW102110981A
Authority: TW
Inventors: Takahiro Kimura; Koji Shibuta; Yutaka Kuwata
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2015-07-11
Also published as: TW201403739A; JP2014027252A

Description

熱處理裝置及熱處理方法

本發明係關於一面以卷對卷方式輸送以樹脂等為基材之柔軟之帶狀之被處理體，一面對該被處理體照射光而進行加熱之熱處理裝置及熱處理方法。

先前以來，作為在短時間內加熱半導體晶圓等之裝置，高速燈退火裝置被廣泛使用。高速燈退火裝置係利用鹵素燈所照射之光之能，以每秒數百度左右之速度將半導體裝置昇溫，其退火時間為數秒左右。

又，作為可在更短時間內進行退火之裝置，亦使用閃光燈退火裝置。閃光燈退火裝置係自閃光燈對半導體晶圓之表面照射閃光而進行加熱。閃光燈之發光時間為10毫秒以下左右之極短時間。可利用如此極短時間之閃光照射僅迅速地加熱半導體晶圓之表面。

然而，作為退火時間，對高速燈退火裝置與閃光燈退火裝置之中間域(即10毫秒~1秒)之要求亦加強。因此，專利文獻1中揭示有一種技術係藉由以特定速度令鹵素燈對半導體晶圓進行掃描而使晶圓表面之各位置之照射時間為10毫秒~1秒左右。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-4410號公報

另一方面，近年來，以電子紙等為代表之薄而可撓之電子機器正受到關注。即使如此之可撓之電子機器之製造步驟中，仍須對具有樹脂等可撓性之基材之表面積層有電極等之功能層之被處理體進行退火處理。

先前以來，以樹脂為基材之被處理體之退火處理普遍係利用溫度較低之烘爐歷經數小時而進行。因樹脂相較於矽或玻璃之基板，耐熱性明顯較低，故烘爐之溫度不得不為較低之溫度。

然而，就近年來飛速發展之可撓之電子機器之種類而言，亦有須以樹脂之耐熱溫度界限以上加熱功能層之情形。且，根據功能層之種類，亦有若退火時間並非係與上述半導體晶圓之熱處理同樣之較短之時間則無法獲得所需之特性之情形。進而，若退火時間需要數小時，則亦存在生產性不得不因此降低之問題。

本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種無論基材之種類如何皆可以必要之條件加熱被處理體之熱處理裝置及熱處理方法。

為解決上述問題，技術方案1之發明之特徵為其係藉由對帶狀之被處理體照射光而加熱該被處理體之熱處理裝置，且具備：輸送部，其係藉由以第2滾軸捲取自第1滾軸送出之被處理體而沿第1方向連續輸送被處理體；及光源，其於與上述第1方向正交之第2方向具有長軸，並與於上述第1滾軸與上述第2滾軸之間輸送之被處理體之表面對向而配設，對該被處理體之表面照射光而進行加熱。

又，技術方案2之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵為進而具備：照射寬度規定部，其規定上述被處理體之表面之沿著上述第1方向之光之照射寬度；及控制部，其基於上述照射寬度規定部所規定之照射寬度，藉由以上述被處理體之表面之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送上述被處理體之方式控制上述輸送部。

又，技術方案3之發明係如技術方案2之發明之熱處理裝置，其特徵為上述被處理體包含樹脂基材。

又，技術方案4之發明係如技術方案3之發明之熱處理裝置，其特徵為上述控制部藉由以上述被處理體之表面之照射時間為0.6毫秒以上0.9毫秒以下之輸送速度輸送上述被處理體之方式控制上述輸送部。

又，技術方案5之發明係如技術方案2之發明之熱處理裝置，其特徵為上述被處理體包含玻璃基材。

又，技術方案6之發明係如技術方案5之發明之熱處理裝置，其特徵為上述控制部藉由以上述被處理體之表面之照射時間為1.0毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送上述被處理體之方式控制上述輸送部。

又，技術方案7之發明係如自技術方案1至6中任一項之發明之熱處理裝置，其特徵為進而具備預備加熱部，其在較出自上述光源之光照射位置更靠上述第1方向之上游側，對上述被處理體進行預備加熱。

又，技術方案8之發明係如技術方案7之發明之熱處理裝置，其特徵為上述預備加熱部具備與上述被處理體之背面對向而配設之鹵素燈。

又，技術方案9之發明係如技術方案7之發明之熱處理裝置，其特徵為進而具備冷卻部，其在較出自上述光源之光照射位置更靠上述第1方向之下游側，冷卻上述被處理體。

又，技術方案10之發明係如技術方案9之發明之熱處理裝置，其特徵為上述冷卻部具備送風單元，其對上述被處理體送出冷卻氣體。

又，技術方案11之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵為上述光源具備連續地照射光之氙氣燈。

又，技術方案12之發明係藉由對帶狀之被處理體照射光而加熱該被處理體之熱處理方法，其特徵為一面藉由以第2滾軸捲取自第1滾軸送出之被處理體而沿第1方向連續輸送被處理體，一面自光源對該被處理體之表面照射光而進行加熱。

又，技術方案13之發明係如技術方案12之發明之熱處理方法，其特徵為規定上述被處理體之表面之沿著上述第1方向之光之照射寬度，且基於該照射寬度，以上述被處理體之表面之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送上述被處理體。

又，技術方案14之發明係如技術方案13之發明之熱處理方法，其特徵為上述被處理體包含樹脂基材。

又，技術方案15之發明係如技術方案14之發明之熱處理方法，其特徵為以上述被處理體之表面之照射時間為0.6毫秒以上0.9毫秒以下之輸送速度輸送上述被處理體。

又，技術方案16之發明係如技術方案13之發明之熱處理方法，其特徵為上述被處理體包含玻璃基材。

又，技術方案17之發明係如技術方案16之發明之熱處理方法，其特徵為以上述被處理體之表面之照射時間為1.0毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送上述被處理體。

又，技術方案18之發明係如自技術方案12至17中任一項之發明之熱處理方法，其特徵為其在較出自上述光源之光照射位置更靠上述第1方向之上游側，對上述被處理體進行預備加熱。

又，技術方案19之發明係如技術方案18之發明之熱處理方法，其特徵為其在較出自上述光源之光照射位置更靠上述第1方向之下游側冷卻上述被處理體。

再者，技術方案20之發明係如技術方案12之發明之熱處理方法，其特徵為上述光源具備連續地照射光之氙氣燈。

根據技術方案1至技術方案11之發明，因藉由以第2滾軸捲取自第1滾軸送出之被處理體而沿第1方向連續輸送被處理體，並自光源對該被處理體之表面照射光而進行加熱，故係對被處理體表面之各位置進行短時間之光照射，可在不過度加熱基材之情形下僅將表面層加熱至所需之溫度，從而無論基材之種類如何皆可以必要之條件加熱被處理體。

特別地，根據技術方案2之發明，因基於照射寬度規定部所規定之照射寬度，以被處理體之表面之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送被處理體，故可正確地規定照射時間。

特別地，根據技術方案4之發明，因以被處理體之表面之照射時間為0.6毫秒以上0.9毫秒以下之輸送速度輸送被處理體，故適宜用於包含樹脂基材之被處理體。

特別地，根據技術方案6之發明，因以被處理體之表面之照射時間為1.0毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送被處理體，故適宜用於包含玻璃基材之被處理體。

特別地，根據技術方案7之發明，因其進而具備在較出自光源之光照射位置更靠第1方向之上游側對被處理體進行預備加熱之預備加熱部，故可加熱被處理體至更高溫。

根據技術方案12至技術方案20之發明，因一面藉由以第2滾軸捲取自第1滾軸送出之被處理體而沿第1方向連續輸送被處理體，一面自光源對該被處理體之表面照射光而進行加熱，故係對被處理體表面之各位置進行短時間之光照射，可在不過度加熱基材之情形下僅將表面層加熱至必要之溫度，從而無論基材之種類如何，皆可以必要之條件加熱被處理體。

特別地，根據技術方案13之發明，因基於照射寬度，以被處理體之表面之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送被處理體，故可正確地規定照射時間。

特別地，根據技術方案15之發明，因以被處理體之表面之照射時間為0.6毫秒以上0.9毫秒以下之輸送速度輸送被處理體，故適宜用於包含樹脂基材之被處理體。

特別地，根據技術方案17之發明，因以被處理體之表面之照射時間為1.0毫秒以上1秒以下之輸送速度輸送被處理體，故適宜用於包含玻璃基材之被處理體。

特別地，根據技術方案18之發明，因其在較出自光源之光照射位置更靠第1方向之上游側對被處理體進行預備加熱，故可加熱被處理體至更高溫。

1‧‧‧熱處理裝置

8‧‧‧被處理體

9‧‧‧控制部

10‧‧‧輸送部

11‧‧‧送出滾軸

12‧‧‧捲取滾軸

13‧‧‧輔助滾軸

20‧‧‧主加熱裝置

21‧‧‧氙氣燈

25‧‧‧光學系統

30‧‧‧預備加熱光源

31‧‧‧鹵素燈

40‧‧‧冷卻部

41‧‧‧送風單元

50‧‧‧上側筐體

51a‧‧‧區間

51b‧‧‧區間

51c‧‧‧區間

51d‧‧‧區間

51e‧‧‧區間

54a‧‧‧流量調節閥

54b‧‧‧流量調節閥

54c‧‧‧流量調節閥

54d‧‧‧流量調節閥

54e‧‧‧流量調節閥

52‧‧‧氣體配管

53‧‧‧處理氣體

60‧‧‧下側筐體

61a‧‧‧區間

61b‧‧‧區間

61c‧‧‧區間

61d‧‧‧區間

61e‧‧‧區間

62‧‧‧氣體配管

63‧‧‧處理氣體供給源

64a‧‧‧流量調節閥

64b‧‧‧流量調節閥

64c‧‧‧流量調節閥

64d‧‧‧流量調節閥

64e‧‧‧流量調節閥

81‧‧‧基材

82‧‧‧功能部

AR1‧‧‧箭頭

d‧‧‧特定之照射寬度

T1‧‧‧預備加熱溫度

T2‧‧‧目標處理溫度

圖1係顯示本發明之熱處理裝置之整體構成的圖。

圖2係顯示相對被處理體之主加熱光源及預備加熱光源之配置關係的圖。

圖3係顯示被處理體之結構的剖視圖。

圖4係顯示被處理體之著重位置之溫度變化的圖。

圖5係用於說明利用主加熱光源之照射時間的圖。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行詳細說明。

圖1係顯示本發明之熱處理裝置1之整體構成的圖。另，為明確該等之方向關係，圖1及以下之各圖中適當附加有以Z軸方向為垂直方向而以XY平面為水平面之XYZ正交座標系。且，為易於理解，圖1及以下之各圖中，根據需要而誇大或簡化地描繪各部之尺寸或數目。

該熱處理裝置1係藉由對樹脂基材之上積層有電極用材料等之功能層之帶狀之被處理體8照射光而加熱該被處理體8之裝置。作為主要要件，熱處理裝置1具備輸送被處理體8之輸送部10、主加熱光源20、預備加熱光源30及冷卻部40。且，熱處理裝置1具備控制部9，其控制設置於裝置中之各種動作機構而令其進行處理。

輸送部10具備送出滾軸(第1滾軸)11、捲取滾軸(第2滾軸)12及複數個輔助滾軸13。送出滾軸11及捲取滾軸12藉由省略圖示之旋轉驅動機構，以沿著Y軸方向之軸為中心而在圖1之紙面上順時針地旋轉。捲附於送出滾軸11上之被處理體8藉由送出滾軸11之旋轉而被送出，並被捲取滾軸12捲取。藉由以捲取滾軸12捲取自送出滾軸11送出之被處理體8，將帶狀之被處理體8沿X軸方向朝圖中箭頭AR1所示之方向((+X)方向)輸送。即，輸送部10係以卷對卷方式輸送帶狀之被處理體8。於處理期間，被處理體8以一定速度連續輸送，該輸送速度係藉由控制部9控制上述旋轉驅動機構而規定。

複數個輔助滾軸13沿X方向排列於在送出滾軸11與捲取滾軸12之間輸送之被處理體8之輸送路徑之正下方。各輔助滾軸13以沿著Y軸方向之軸為中心而旋轉自如地設置。複數個輔助滾軸13自下方支撐於送出滾軸11與捲取滾軸12之間輸送之被處理體8，發揮防止被處理體8朝下方下垂而穩定輸送之輔助作用。另，複數個輔助滾軸13上未附設旋轉驅動機構。且，輔助滾軸13之設置數目及設置位置可設為可穩定輸送被處理體8之恰當者。

熱處理裝置1中設置有2個加熱源。即，於由輸送部10輸送之被處理體8之上方設置主加熱光源20，並於下方設置有預備加熱光源 30。圖2係顯示對被處理體8之主加熱光源20及預備加熱光源30之配置關係的圖。

主加熱光源20具備一個氙氣燈21。氙氣燈21係具有沿著與被處理體8之輸送方向(X軸方向)正交之水平方向即Y軸方向之長軸之棒狀之燈。氙氣燈21之長度與被處理體8之寬度大致相同。氙氣燈21係與於送出滾軸11與捲取滾軸12之間輸送之被處理體8之表面對向而配設。氙氣燈21藉由封入玻璃管內之氙(Xe)氣中之電弧放電而連續發光，對被處理體8連續地照射光。氙氣燈21之放射分光分佈係自紫外區域至近紅外區域，具有於較後述之鹵素燈更短波長側移位之特徵。另，主加熱光源20亦可具備2個或3個氙氣燈21。

氙氣燈21之正下方配設有光學系統25。光學系統25具備省略圖示之透鏡或隙縫等，將自氙氣燈21出射之光聚光於被處理體8之表面。由光學系統25聚光之光之照射區域於被處理體8之表面沿X軸方向具有特定之照射寬度。雖由該照射寬度與被處理體8之輸送速度決定氙氣燈21對被處理體8之表面之各位置之照射時間，但對此將於後進行更詳細之說明。

另一方面，預備加熱光源30具備3個鹵素燈31。各鹵素燈31亦為具有沿著Y軸方向之長軸之棒狀之燈，其長度與被處理體8之長度相同。3個鹵素燈31係與於送出滾軸11與捲取滾軸12之間輸送之被處理體8之背面對向而配設，沿被處理體8之輸送方向(X軸方向)以固定間隔排列。鹵素燈31係藉由對配設於玻璃管內部之燈絲通電，使燈絲白熱化而發光之燈絲式之光源。玻璃管之內部封入有對氮或氬等惰性氣體導入微量鹵元素(碘、溴等)之氣體。藉由導入鹵元素，可抑制燈絲之折損且可將燈絲之溫度設定為高溫。鹵素燈31亦對被處理體8連續地照射光。另，鹵素燈31之個數亦並非限定於3個，亦可為適當之數目。

如圖1及圖2所示，主加熱光源20之氙氣燈21係設置於被處理體8之上方，預備加熱光源30之鹵素燈31係設置於被處理體8之下方。又，氙氣燈21與鹵素燈31並非挾持被處理體8而正對，而係將鹵素燈31設置於較氙氣燈21更靠被處理體8之輸送方向上游側。即，較出自氙氣燈21之光照射位置對更靠被處理體8之輸送方向之上游側，自鹵素燈31進行光照射。輸送方向之上游側係指更靠近送出滾軸11之側，為面向(-X)之側。根據如此之配置構成，可防止來自氙氣燈21之光照射對鹵素燈31造成損傷，且亦可防止來自鹵素燈31之光照射對氙氣燈21造成損傷。

冷卻部40具備送風單元41。送風單元41設置於被處理體8之下方。送風單元41對上方之被處理體8送出自圖外之送風源送出之溫度及濕度受到控制之乾淨之冷卻氣體(例如氦等惰性氣態)。送風單元41較氙氣燈21而設置於被處理體8之輸送方向之下游側。藉此，冷卻部40較出自主加熱光源20之氙氣燈21之光照射位置而對被處理體8之輸送方向之下游側供給冷卻氣體以進行冷卻。另，輸送方向之下游側係指更靠近捲取滾軸12之側，為面向(+X)之側。

又，熱處理裝置1以覆蓋於送出滾軸11與捲取滾軸12之間輸送之被處理體8之上下之方式具備上側筐體50及下側筐體60。上側筐體50為下表面打開之箱狀構件。上側筐體50之內部利用隔板劃分為5個區間51a、51b、51c、51d、51e。但，因上側筐體50之下表面打開，故5個區間51a、51b、51c、51d、51e彼此並非完全隔開。主加熱光源20之氙氣燈21及光學系統25配置於上側筐體50之中央區間51c內。

上側筐體50之5個區間51a、51b、51c、51d、51e之各者經由氣體配管52而連接於處理氣體供給源53。處理氣體供給源53供給與被處理體8之種類或處理目的相應之恰當之處理氣體，本實施形態中為供給氮氣(N₂ )。氣體配管52之基端側連接於處理氣體供給源53，且前端側分作五支而連接於5個區間51a、51b、51c、51d、51e之各者。氣體配管52之前端側之分作五支之部分分別設置有流量調節閥54a、54b、54c、54d、54e。流量調節閥54a、54b、54c、54d、54e在控制部9之控制下調節所通過之氣體之流量。

若處理氣體供給源53對氣體配管52供給氮氣，則對上側筐體50之5個區間51a、51b、51c、51d、51e供給氮氣。供給5個區間51a、51b、51c、51d、51e之各者之氮氣之流量由流量調節閥54a、54b、54c、54d、54e規定。本實施形態中，對中央區間51c供給之流量最多之氮氣，接著，對其兩旁之區間51b、51d供給流量較多之氮氣，對兩端之區間51a、51e供給之氮氣之流量最少。因此，被處理體8之上側，中央區間51c內之壓力最大，兩端區間51a、51e內之壓力最小。區間51b、51d內之壓力居中。其結果，於被處理體8之表面附近形成如自中央區間51c面向兩端區間51a、51e般之氮氣氣流，可防止來自外部之空氣流入。特別地，外部空氣幾乎無法流入壓力最大之中央區間51c。

同樣地，下側筐體60為上表面打開之箱狀構件。下側筐體60之內部以隔板劃分為5個區間61a、61b、61c、61d、61e。且，因下側筐體60之上表面打開，故5個區間61a、61b、61c、61d、61e彼此並非完全隔開。下側筐體60之5個區間61a、61b、61c、61d、61e係與上側筐體50之5個區間51a、51b、51c、51d、51e分別相對而設。預備加熱光源30之鹵素燈31係配置於下側筐體60之區間61b內，冷卻部40之送風單元41係配置於下側筐體60之區間61d內。

下側筐體60之5個區間61a、61b、61c、61d、61e之各者經由氣體配管62而連接於處理氣體供給源63。處理氣體供給源63供給與被處理體8之種類或處理目的相應之恰當之處理氣體，本實施形態中為供給氮氣。處理氣體供給源53與處理氣體供給源63亦可為共用者。氣體配管62之基端側連接於處理氣體供給源63，且前端側分為5支而連接於5個區間61a、61b、61c、61d、61e之各者。氣體配管62之前端側之分作五支之部分分別設置有流量調節閥64a、64b、64c、64d、64e。流量調節閥64a、64b、64c、64d、64e在控制部9之控制下調節所通過之氣體之流量。

若處理氣體供給源63對氣體配管22供給氮氣，則對上側筐體60之5個區間61a、61b、61c、61d、61e供給氮氣。供給5個區間61a、61b、61c、61d、61e之各者之氮氣之流量由流量調節閥64a、64b、64c、64d、64e規定。本實施形態中，與上述同樣地，對中央區間61c供給流量最多之氮氣，接著，對其兩旁之區間61b、61d供給流量較多之氮氣，對兩端之區間61a、61e供給之氮氣之流量最少。因此，即使於被處理體8之下側，中央區間61c內之壓力仍為最大，兩端區間61a、61e內之壓力最小。區間61b、61d內之壓力居中。其結果，於被處理體8之背面附近形成如自中央區間61c面向兩端區間61a、61e般之氮氣氣流，可防止來自外部之空氣之流入。特別地，外部空氣幾乎無法流入壓力最大之中央區間61c。

控制部9控制設置於熱處理裝置1上之各種動作機構(輸送部10之旋轉驅動機構、主加熱光源20之電源單元、預備加熱光源30之電源單元、各流量調節閥等)。作為控制部9之硬體之構成係與一般之電腦相同。即，控制部9構成為具備進行各種運算處理之CPU；記憶基本程式之讀出專用之記憶體即ROM；記憶各種資訊之可隨意讀寫之記憶體即RAM；及預先記憶有控制用軟體或資料等之磁碟。藉由控制部9之CPU執行特定之處理程式而進行熱處理裝置1之處理。

接著，對具有上述構成之熱處理裝置1之處理動作進行說明。藉由以捲取滾軸12捲取自送出滾軸11送出之被處理體8，帶狀之被處理體8被以一定速度沿著X軸方向連續輸送。圖3係顯示被處理體8之結構的剖視圖。本實施形態之被處理體8以於樹脂基材81之上表面積層功能層82而構成。作為基材81之樹脂，可採用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)等。且，功能層82為電極形成用之銀(Ag)之納米油墨層。因PEN及PET等樹脂材料柔軟且具可撓性，故若將用作基材81，則可以卷對卷方式自送出滾軸11至捲取滾軸1輸送被處理體8。

又，對上側筐體50及下側筐體60供給氮氣而使其處於氮環境中。如上述，對中央區間51c及61c供給流量最多之氮氣而使其壓力最大。因此，於沿X軸方向輸送之被處理體8之上下形成如自中央區間51c及61c面向兩端般之氮氣氣流，可防止周邊之外部空氣之流入。特別地，因外部空氣幾乎並未流入中央區間51c、61c，故區間51c、61c之氧濃度維持在極低之程度。

被處理體8係使形成有功能層82之表面朝向上表面而被輸送。圖4係顯示被處理部8之著重部位之溫度變化的圖。圖4之橫軸表示送出滾軸11與捲取滾軸12之間之著重部位的位置、縱軸表示該著重部位之功能層82之溫度。被處理體8係被一面以卷對卷方式輸送一面連續處理者，著重部位可為被處理體8之長邊方向之任意位置。

自送出滾軸11送出被處理體8之著重部位後直至通過區間51a、61a之前，被處理體8之溫度係與周邊空氣相同之常溫。若被處理體8之著重部位進入區間51b、61b並到達預備加熱光源30之3個鹵素燈31之照射區域(預備加熱區域)，則預備加熱(輔助加熱)著重部位之功能層82。即，自預備加熱光源30之鹵素燈31出射之光自被處理體8之背面進行照射，並穿透著重部位之樹脂基材81而到達功能層82。著重部位之功能層82吸收鹵素燈31之光而昇溫。如此之預備加熱於著重部位通過預備加熱區域之前持續進行，其結果，著重部位之功能層82昇溫至預備加熱溫度T1。預備加熱溫度T1在不對樹脂基材81造成損傷之範圍(若為PEN、PET則約為120℃以下)予以適當設定。

接著，被處理體8之著重部位自區間51b、61b進入中央區間51c、61c並到達主加熱光源20之氙氣燈21之照射區域(主加熱區域)。圖5係用於說明主加熱光源20之照射時間的圖。自主加熱光源20之氙氣燈21出射之光由光學系統25聚光於被處理體8之表面，藉此確定氙氣燈21之照射區域。氙氣燈21之照射區域於被處理體8之表面沿X軸方向具有特定之照射寬度d。被處理體8之著重部位僅於通過氙氣燈21之照射區域期間接受來自氙氣燈21之光照射。

沿X軸方向輸送之被處理體8之著重部位通過由光學系統25規定之照射寬度d所需之時間取決於輸送部10輸送被處理體8之輸送速度x。即，以輸送速度x除以照射寬度d後之值為著重部位通過照射區域所需之時間。又，被處理體8之著重部位通過氙氣燈21之照射區域所需之時間亦有為氙氣燈21對著重部位之照射時間之情形。例如，若設光學系統25規定之照射寬度d為5mm而被處理體8之輸送速度x為5m/s，則著重部位通過氙氣燈21之照射區域所需之時間，即氙氣燈21對著重部位之照射時間為1毫秒。

本實施形態中，控制部9基於由光學系統25規定之照射寬度d，以被處理體8之表面之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之輸送速度x輸送被處理體8之方式控制輸送部10。另，由光學系統25規定之照射寬度d在0.5mm~5mm之範圍內予以調整。且，輸送部10對被處理體8之輸送速度x為20m/s以下。

如此，自主加熱光源20之氙氣燈21對被處理體8之著重部位執行照射時間為0.1毫秒以上且1秒以下之短時間之光照射。因主加熱光源20設置於被處理體8之上方，故自氙氣燈21照射之光會直接到達著重部位之功能層82。著重部位之功能層82吸收氙氣燈21之光而昇溫。自氙氣燈21照射之光之強度較鹵素燈31明顯較強。因此，即使照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之短時間，著重部位之功能層82仍會迅速地昇溫，並於通過主加熱區域期間昇溫至目標處理溫度T2。若功能層82為銀之納米油墨，則目標處理溫度T2約為180℃。

此處，因自氙氣燈21對著重部位之照射時間為0.1毫秒以上1秒以下之與氙閃光燈相同之短時間，故僅位於被處理體8之表面側之功能層82昇溫至目標處理溫度T2，基材81幾乎不昇溫。雖本實施形態之目標處理溫度T2(180℃)為超過PEN或PET之基材81之耐熱溫度之溫度，但因僅功能層82昇溫至目標處理溫度T2而基材81幾乎不昇溫，故可防止對欠缺耐熱性之基材81造成熱損傷。另一方面，對於功能層82，因使其昇溫至所需之目標處理溫度T2，故可確實地進行所期望之熱處理。即，根據本實施形態，即使為欠缺耐熱性之基材81，仍可使功能層82昇溫至超過基材81之耐熱溫度之目標處理溫度T2而進行確實之熱處理。

返回圖4，於被處理體8之著重部位通過主加熱區域後，著重部位之功能層82之溫度急速降溫。又，被處理體8之著重部位自中央區間51c、61c進入區間51d、61d並到達來自冷卻部40之送風單元41之冷卻氣體送風區域(冷卻區域)。若著重部位進入冷卻區域，則自送風單元41噴出之冷卻氣體自被處理體8之背面吹送，從而冷卻包含功能層82之著重部位整體。如此之加熱處理後之冷卻於著重部位通過冷卻區域之前持續進行。另，未必需使被處理體8之著重部位冷卻至常溫，只要將其冷卻至捲取滾軸12可捲取之溫度即可。

被處理體8之著重部位通過冷卻區域後，由捲取滾軸12自區間51d、61d至區間51e、61e予以捲取。如此，熱處理裝置1之處理結束。另，以上說明係關於被處理體8之著重部位之溫度履歷，但，因被處理體8被連續輸送，且預備加熱光源30、主加熱光源20及冷卻部40亦連續動作，故沿著帶狀之被處理體8之長邊方向連續執行與上述著重部位相同之處理。

本實施形態中，藉由一面由輸送部10以一定速度輸送帶狀之被處理體8，一面自強度較強之主加熱光源20之氙氣燈21對被處理體8之表面進行光照射，而對被處理體8之表面之各位置進行短時間之光照射。因此，可在無需過度加熱欠缺耐熱性之基材81之情形下僅將功能層82加熱至所需之溫度。

特別地，藉由由光學系統25規定氙氣燈21之照射寬度d且控制被處理體8之輸送速度，可正確地調整被處理體8表面之各位置之照射時間。其結果，可更正確地僅將功能層82加熱至所需之溫度。

又，因主加熱光源20所具備之氙氣燈21之個數為1至3個相對較少，故可抑制熱處理裝置1之成本增加。進而，因主加熱光源20之加熱時間較短，故熱處理裝置1之生產性亦提高。

以上，雖已對本實施形態予以說明，但本發明係於不脫離其主旨之範圍內進行上述以外之各種變更。例如，上述實施形態中，雖將對PEN或PET之基材81之上表面積層銀之納米油墨之功能層82之積層者作為被處理體8，但，被處理體8並非限定於其，而係可進行各種變更。又，亦可根據被處理體8之種類及處理內容而對處理裝置1之構成進行適當之變更。

例如，作為被處理體8之基材81，亦可使用聚醯亞胺或聚碳酸酯等其他樹脂材料。因該等樹脂材料亦柔軟，故可以卷對卷方式自送出滾軸11至捲取滾軸12輸送被處理體8。可以卷對卷方式輸送被處理體8與否，取決於基材81之素材之彎曲強度，送出滾軸11及捲取滾軸12之直徑(彎曲半徑)及基材81之厚度等。若為柔軟且具可撓性之樹脂材料，則即使送出滾軸11及捲取滾軸12之直徑相對較小而基材81之厚度相對較厚，仍可以卷對卷方式進行輸送。另，上述實施形態中所例示之PEN及PET之彎曲強度分別為280MPa及230MPa。且，聚醯亞胺及聚碳酸酯之彎曲強度分別為280MPa及98MPa。

將樹脂材料用作被處理體8之基材81之情形時，較佳為使氙氣燈21對被處理體8之上表面之照射時間為0.6毫秒以上0.9毫秒以下。原因在於，基材81為樹脂材料之情形時，若來自氙氣燈21之照射時間小於0.6毫秒，則因功能層82未充分昇溫而導致改質亦不充分；若照射時間超過0.9毫秒，則對樹脂基材81會造成熱損傷。具體而言，若由光學系統25規定之照射寬度d與上述實施形態同樣地為5mm，則被處理體8之輸送速度x較佳為5.56m/s以上8.33m/s以下。

基材81為樹脂材料之情形時，氙氣燈21對被處理體8之照射時間較佳為0.8毫秒，藉此可在完全不對基材81造成損傷之情形下進行功能層82之充分之改質。具體而言，若由光學系統25規定之照射寬度d為5mm，則被處理體8之輸送速度x為6.25m/s即可。

又，被處理體8之基材81並非限定於樹脂材料，而係亦可為金屬箔。作為金屬波，例如亦可使用銅箔、鋁箔、不鏽鋼箔等。一般而言，雖金屬材料較樹脂材料而欠缺柔軟性，但若為厚度足夠薄之箔，則可被送出滾軸11及捲取滾軸12捲取，可以卷對卷方式進行輸送。但，來自預備加熱光源30之鹵素燈31之光不會透過金屬箔之基材81。因此，吸收來自鹵素燈31所照射之光後之金屬箔之基材81被加熱而昇溫，藉由來自該基材81之熱傳導而對功能層82進行預備加熱。

又，被處理體8之基材81亦可為具柔軟性之玻璃基板(所謂可撓玻璃)。如此之可撓玻璃根據滾軸徑等之情形而可以卷對卷方式進行輸送。若基材81為富耐熱性之金屬或玻璃，則可利用來自預備加熱光源30及主加熱光源20之光照射高溫加熱基材81。

將玻璃基板用作被處理體8之基材81之情形時，氙氣燈21對被處理體8之上表面之照射時間較佳為1.0毫秒以上1秒以下。因玻璃較樹脂材料而更富耐熱性，故可對被處理體8進行為時一秒之長時間之光照射。另一方面，基材81為玻璃基板之情形時，若來自氙氣燈21之照射時間小於1.0毫秒，則有未能充分改質功能層82之虞。具體而言，若由光學系統25規定之照射寬度d係與上述實施形態同樣地為5mm，則被處理體8之輸送速度x較佳為5.0mm/s以上5.0m/s以下。

再者，積層於基材81之功能層82亦並非限定於銀之納米油墨，而係亦可為銅等其他金屬之納米油墨(或納米金屬絲)。若功能層82為銅，則上述實施形態之目標處理溫度T2約為400℃。

功能層82亦可為非晶矽、IGZO(氧化物半導體)、ITO(氧化銦錫)等。功能層82為ITO之情形時，目標處理溫度T2約為220℃。且，功能層82為IGZO之情形時，目標處理溫度T2為350℃~400℃。進而，若功能層82為非晶矽，則目標處理溫度T2為900℃~1000℃。

如此，利用本發明之熱處理技術，成為處理對象之被處理體8可進行各種變更。根據基材81與功能層82之組合，被處理體8之特性及目標處理溫度T2亦大為不同。無論如何組合，藉由一面以卷對卷方式以一定速度輸送被處理體8，一面自強度較強之氙氣燈21對被處理體8之表面進行光照射，仍可在不過度加熱基材81之情形下，僅將功能層82加熱至所需之溫度。即，根據本發明之熱處理技術，無論基材81之種類如何，皆可以所需之條件加熱被處理體8。且，藉由控制氙氣燈21之照射寬度d及被處理體8之輸送速度x，亦可藉由與鹵素燈同程度之短時間之照射而加熱功能層82。

又，相應被處理體8之特性及目標處理溫度T2根據基材81與功能層82之組合情形而大為不同，熱處理裝置1之構成亦為較恰當者。例如，處理目標處理溫度T2為較低之溫度之功能層82之情形時，因可僅利用主加熱光源20之熱處理將功能層82昇溫至目標處理溫度T2，故預備加熱光源30未必為必須之要件。

又，基材81為如金屬箔般不透明之材質之情形時，因不穿透來自氙氣燈21及鹵素燈31之光，故亦可對向配置主加熱光源20與預備加熱光源30。即便如此，因自氙氣燈21及鹵素燈31出射之光被被處理體8遮蔽，故可防止彼此之損傷。

再者，上述實施形態中，雖主加熱光源20具備氙氣燈21，但亦可取代其而使用氪等其他稀有氣體之燈。使用任一種稀有氣體之情形仍係與上述實施形態同樣地，藉由電弧使燈連續發亮從而連續地照射光。或，亦可使主加熱光源20具備鹵素燈。且，氙氣燈與鹵素燈之放射分光分佈不同，氙氣燈之一方係朝短波長側移位。因此，於成為處理對象之功能層82難以吸收波長較短之光之情形時，較佳為對主加熱光源20設置鹵素燈。

再者，上述實施形態中，雖冷卻部40具備送風單元41，但亦可取代其而在較出自主加熱光源20之光照射位置而設置於下游側之輔助13滾軸設置調溫機構，藉由使調溫後之輔助滾軸13接觸於被處理體8之背面而進行冷卻。作為如此之調溫機構，例如亦可使恒溫水循環於輔助滾軸13之內部。

同樣地，亦可取代預備加熱光源30而在較出自主加熱光源20之光照射位置而設置於上游側之輔助滾軸13設置加熱機構，藉由使加熱後之輔助滾軸13接觸於被處理體8之背面而進行加熱。作為如此之加熱機構，例如亦可在輔助滾軸13之內部設置加熱器。

[產業上之可利用性]

本發明之熱處理裝置及熱處理方法可適用於可以卷對卷方式輸送之各種被處理體，特別係可適用於使用在電子紙等之可撓顯示器。