JP2018169077A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理装置の内部を冷却する際などに、昇華物が装置の内部などに付着するのを防止または低減する。
【解決手段】チャンバ内を冷却する冷却機能を有する炉壁１０１〜１０３を備えた熱処理装置１００は、上記炉壁１０１〜１０３の内側に仕切壁１５１〜１５３を備え、上記炉壁１０１〜１０３と仕切壁１５１〜１５３との間に、外部からチャンバ内に導入されるガスが流通するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばフレキシブル有機ＥＬディスプレイの基板を加熱するためなどに用いられる熱処理装置に関するものである。

例えばフレキシブル有機ＥＬディスプレイの基板などでは、基板に形成された薄膜に対して結晶化や相変化などの処理を行うために熱処理装置が用いられる。この種の熱処理装置には、加熱冷却を伴うプロセスに対応し、装置内部を迅速に冷却できるように、冷却管を含む冷却装置を備えたものも用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−５２８５０１号公報

上記のように冷却管を設けて冷却する場合、処理対象の基板によっては装置内にガスとして存在する成分が昇華して冷却管などに付着しがちであり、その清掃のために手間がかかるという問題点を有していた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、熱処理装置の内部を冷却する際などに、昇華物が装置の内部などに付着するのを防止または低減することを目的としている。

上記の目的を達成するために、
本発明は、
チャンバ内を冷却する冷却機能を有する炉壁を備えた熱処理装置であって、
上記炉壁の内側に仕切壁を備え、
上記炉壁と仕切壁との間に、外部からチャンバ内に導入されるガスが流通するように構成されていることを特徴とする。

これにより、上記炉壁と仕切壁との間に流通する、外部から導入されたガスによって、上記間隙にチャンバ-内のガスが逆流しにくくなり、昇華物が付着するのを防止または低減することが容易にできる。

本発明では、熱処理装置の内部を冷却する際などに、昇華物が装置の内部などに付着するのを防止または低減することができる。

熱処理装置の外観構成を示す斜視図である。 熱処理装置の内部の構成を示す縦断面図である。 熱処理装置の内壁部の構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態として、フレキシブル有機ＥＬディスプレイの基板を作製するためなどに用いられる熱処理装置の例を図面に基づいて詳細に説明する。上記フレキシブル有機ＥＬディスプレイの基板は、例えば、基板材料としてポリイミドを使用する場合、ガラス基板上に液状のポリイミドを塗布した後、硬化させるために、本実施形態のような熱処理装置を用いて熱処理が行われる。

（熱処理装置１００の概略構成）
熱処理装置１００は、図１に示すように、例えばアルミニウムから成る上部炉壁１０１、下部炉壁１０２、側部炉壁１０３・１０３、および搬入出部炉壁１０４・１０４に囲まれたチャンバが形成されて成っている。上記炉壁１０１〜１０３、および後述するシャッタ１２１（炉壁）の外方側には凹部１１１が形成され、図示しない例えば水冷用の冷却管が埋め込まれて、チャンバ内部が冷却され得るようになっている。上記炉壁１０１〜１０３には、それぞれ２カ所ずつ、外部からチャンバ内に導入されるパージガスが流入するパージガス導入管１４１が設けられている。

搬入出部炉壁１０４・１０４には、それぞれ、熱処理対象となる基板２０１が搬入出される開口部１０４ａが形成され、開閉可能なシャッタ１２１によって塞がれるようになっている。なお、上記シャッタ１２１の開閉構造は特に限定されず、搬入出部炉壁１０４に沿ってスライド可能に設けられてもよいし、端縁付近に設けられたヒンジ等によって開閉可能に設けられるなどしてもよい。搬入出部炉壁１０４・１０４の側部付近には、これらの搬入出部炉壁１０４・１０４に亘ってヒータ１３２が設けられている。上記シャッタ１２１の内側には、図２に示すように、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）から成り、内部に空洞が形成されたパージガス導入壁１２２が設けられている。上記パージガス導入壁１２２におけるチャンバの内面側の壁部材１２３には、図示しない多数のパージガス噴出孔が形成され、パージガス導入管１２４から流入したパージガスがチャンバ内部に導入され得るようになっている。

熱処理装置１００の側部炉壁１０３・１０３には、両者間に亘って、多数のヒータ１３１が設けられている。搬入出部炉壁１０４の開口部１０４ａから搬入された基板２０１は、上下に配置された各ヒータ１３１の間に位置するように、例えば図示しない支持部材上に載置されるようになっている。側部炉壁１０３・１０３に亘っては、また、パージガス導入管１４２、および排出管１４３が設けられている。上記パージガス導入管１４２は、搬入出部炉壁１０４・１０４の中間付近で、ヒータ１３１とほぼ同じ高さ位置に配置されている。このパージガス導入管１４２には、全長に亘って多数の噴出孔が形成され、外部から導入されるパージガスがチャンバ内部に吹き出されるようになっている。排出管１４３は、例えば、上記パージガス導入管１４２と、各搬入出部炉壁１０４との中間付近で、ヒータ１３１とほぼ同じ高さ位置に配置されている。この排出管１４３には、全長に亘って多数の吸入孔が形成され、例えば外部に設けられたブロワによって、チャンバ内部のガスが吸入され、排出されるようになっている。なお、排出管１４３は、基板２０１の外側と搬入出部炉壁１０４の内側あたりに配置されるなどしてもよい。

上記上部炉壁１０１、下部炉壁１０２、および側部炉壁１０３・１０３の内側には、図２、図３に示すように、上部仕切壁１５１、下部仕切壁１５２、および側部仕切壁１５３・１５３が設けられている。なお、上記側部仕切壁１５３・１５３には、上記ヒータ１３１、パージガス導入管１４２、および排出管１４３が貫通する穴が形成されているが、図３においては、これらの孔は簡素化のために省いて描かれている。上記仕切壁１５１〜１５３の材質としては特に限定されないが、例えばガラスやセラミックなど、チャンバ内を汚染する可能性の低いものが好ましい。上記仕切壁１５１〜１５３は、炉壁１０１〜１０３との間に所定の間隙が形成されるように設けられている（一般には間隙が狭いほど好ましい。）。また、各仕切壁１５１〜１５３の間、および仕切壁１５１〜１５３と搬入出部炉壁１０４・１０４との間にも所定の間隙が形成されている。

（パージガスの流通について）
上記熱処理装置１００においては、パージガス導入管１２４・１４１・１４２から、パージガスとしての例えば加熱された窒素ガスが導入され、チャンバ内部のガスが排出管１４３から排出されることによって、チャンバ内で発生した昇華物が外部に排出される。

より詳しくは、炉壁１０１〜１０３に設けられたパージガス導入管１４１から導入されたパージガスは、炉壁１０１〜１０３の内側に仕切壁１５１〜１５３が設けられていることによって、両者の間隙で図３に矢印Ａで示すように広がった後、矢印Ｂ出示すように、上部仕切壁１５１と側部仕切壁１５３との間の間隙、下部仕切壁１５２と側部仕切壁１５３との間の間隙、および仕切壁１５１〜１５３と搬入出部炉壁１０４との間の間隙を通って、仕切壁１５１〜１５３で囲まれたチャンバ内部に流入して、排出管１４３から排出される。ここで、上記炉壁１０１〜１０３と仕切壁１５１〜１５３との間の間隙におけるパージガスの圧力が仕切壁１５１〜１５３で囲まれたチャンバ内部よりも高く、上記炉壁１０１〜１０３と仕切壁１５１〜１５３との間の間隙などから仕切壁１５１〜１５３で囲まれたチャンバ内部に所定の流速で流入するように各部の寸法やパージガスの流量または圧力、差圧等が設定されると、チャンバ内のガスが炉壁１０１〜１０３側に流入して、チャンバ内で発生した昇華物が炉壁１０１〜１０３に昇華し付着するのを防止することが容易にできる。さらに、パージガスが加熱されることによって、昇華物の昇華による付着を防止または低減することが、より容易になる。

また、パージガス導入壁１２２においても、空洞内にはパージガス導入管１２４から導入されるパージガスが常に壁部材１２３のパージガス噴出孔からチャンバ内に流入することによって、昇華物が空洞内に付着するのを容易に防止できる。なお、例えばシャッタ１２１とパージガス導入壁１２２との間に間隙が設けられる場合には、パージガス導入壁１２２におけるシャッタ１２１側の壁部材にもパージガス噴出孔を形成し、上記間隙にチャンバ-内のガスが逆流しにくいようにすることによって、シャッタ１２１に昇華物が付着することも容易に防止できる。

上記のように、ガラス基板上に塗布された液状のポリイミドを硬化させる際などに、炉内に大量の昇華物が発生する場合でも、冷却管が設置されるなどして冷却された炉壁に昇華物が付着するのを防止または低減することが容易にできる。

（その他の事項）
上記の例では、あらかじめ加熱された窒素ガスがパージガス導入管１２４・１４１・１４２から導入される例を示したが、炉壁１０１〜１０３と、仕切壁１５１〜１５３との間の間隙等にヒータを設けて、パージガス導入管１２４等から導入されたパージガスが加熱されるようにしてもよい。

また、仕切壁１５１〜１５３と、炉壁１０１〜１０３との間の間隙の大きさや、パージガスの流量、圧力、加熱の有無や加熱温度などは特に限定されず、昇華物の付着が、仕様条件を満足する程度に防止または低減されるように、また、適切な熱保持や加熱、冷却特性が得られるように設定されればよい。

また、パージガス導入管１２４・１４１・１４２の配置、および／またはパージガス導入管１４２やパージガス導入壁１２２の壁部材１２３に形成されたパージガス噴出孔、および排出管１４３に形成された吸入孔の大きさや、数、配置なども、昇華物の付着防止等が効果的に図られるように設定されればよい。

また、シャッタ１２１や搬入出部炉壁１０４の内側にも、仕切壁１５１〜１５３と同様の仕切壁が設けられるなどしてもよい。

また、シャッタ１２１は、上記のように２カ所設けられる場合には、熱処理対象材料の搬入、搬出を同時に行うなどして、通常、作動効率を向上させやすいが、これに限らず、１つのシャッタ１２１が設けられるだけでもよい。

また、各仕切壁１５１〜１５３の間、および仕切壁１５１〜１５３と搬入出部炉壁１０４・１０４との間の何れにも間隙が形成されるのに限らず、これらのうちの少なくとも一部に間隙が設けられて、その間隙からチャンバの内部にパージガスが流入されるようにしてもよい。

また、仕切壁がより多くの壁部材に分割されている場合や、仕切壁にヒータなどが挿通される貫通孔がある場合にも、各壁部材の間や仕切壁とヒータなどとの間の間隙からチャンバの内部にパージガスが流入されるようにしてもよい。

１００ 熱処理装置
１０１ 上部炉壁
１０２ 下部炉壁
１０３ 側部炉壁
１０４ 搬入出部炉壁
１０４ａ 開口部
１１１ 凹部
１２１ シャッタ
１２２ パージガス導入壁
１２３ 壁部材
１２４ パージガス導入管
１３１ ヒータ
１３２ ヒータ
１４１ パージガス導入管
１４２ パージガス導入管
１４３ 排出管
１５１ 上部仕切壁
１５２ 下部仕切壁
１５３ 側部仕切壁
２０１ 基板

Claims (6)

1. チャンバ内を冷却する冷却機能を有する炉壁を備えた熱処理装置であって、
   上記炉壁の内側に仕切壁を備え、
   上記炉壁と仕切壁との間に、外部からチャンバ内に導入されるガスが流通するように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
2. 請求項１の熱処理装置であって、
   上記仕切壁は、上記チャンバにおける互いに対向する２面側を除く少なくとも４面側の炉壁の内側に設けられていることを特徴とする熱処理装置。
3. 請求項２の熱処理装置であって、
   上記外部からチャンバ内に導入されるガスは、上記対向する２面側の炉壁と、上記仕切壁における上記２面側の端縁との間を流通して、上記仕切壁の内側に導入されるように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
4. 請求項２または請求項３の熱処理装置であって、
   上記４面側の炉壁の内側に設けられた仕切壁どうしの間に間隙が形成され、上記外部からチャンバ内に導入されるガスは、上記間隙を流通して、上記仕切壁の内側に導入されるように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
5. 請求項２から請求項４のうち何れか１項の熱処理装置であって、
   上記仕切壁の内側のガスを外部に排出する排出流路を備えたことを特徴とする熱処理装置。
6. 請求項１から請求項５のうち何れか１項の熱処理装置であって、
   加熱されたガスが、上記炉壁と仕切壁との間に流通するように構成されていることを特徴とする熱処理装置。

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