(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体と、
その炉体内に設けられる第１加熱室と、
その第１加熱室に通じるように炉体内に設けられる第２加熱室と、
複数の板状被処理物を載置可能な載置体と、
その載置体を第１加熱室の内部と第２加熱室の内部との間で往復移動させる移動機構と、その第１加熱室に通じるように炉体に設けられる板状被処理物の出入り口と、
その第１加熱室内の載置体に板状被処理物を一枚ずつ載置すると共に、その載置体から板状被処理物を一枚ずつ取り出し可能な搬送機構とを備え、
その第１加熱室における加熱温度は第２加熱室における加熱温度よりも低温に保持され、その第１加熱室は第２加熱室の下方に配置され、
その第１加熱室と第２加熱室との間に、その載置体が通過可能な接続口が設けられ、
その載置体が第１加熱室に位置する時に接続口を熱遮蔽可能に閉鎖する第１閉鎖部材と、その載置体が第２加熱室に位置する時に接続口を熱遮蔽可能に閉鎖する第２閉鎖部材とが設けられ、
その第１閉鎖部材は、接続口の閉鎖時に、その接続口の周囲部と隙間を介して対向し、
その第２閉鎖部材は、接続口の閉鎖時に、その接続口の周囲部に密接する熱処理装置。
【請求項２】
その第１閉鎖部材と第２閉鎖部材は前記載置体と同行して移動可能とされている請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱処理装置を用いて板状被処理物を熱処理するに際して、
第１加熱室内において載置体に複数の板状被処理物を載置させ、
その複数の板状被処理物を載置した載置体を第２加熱室内に移動させ、
その第２加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物を、その第２加熱室の保持温度まで加熱し、
その第２加熱室の保持温度まで加熱された複数の板状被処理物を載置した載置体を第１加熱室内に移動させ、
その第１加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物の温度を、その第１加熱室の保持温度まで低下させ、
その第１加熱室内における保持温度となった複数の板状被処理物を、その第１加熱室から取り出すことを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】
複数の板状被処理物を載置した載置体を第１加熱室から第２加熱室に移動させる前に、第１加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物を、その第１加熱室の保持温度まで加熱する請求項３に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ用ガラス基板や、その基板を用いた電子部品等の板状被処理物を、高温で熱処理するのに適した熱処理装置と熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイ装置用ガラス基板等の板状被処理物を熱処理するための熱処理装置においては、ラックやカセットに収納された複数の板状被処理物を、加熱室内で加熱した後に外気中に取り出して冷却している。そのような熱処理装置において、その加熱室から複数の板状被処理物を一枚ずつ取り出すための技術（日本特許出願公開番号Ｐ２０００−１６９１６９Ａ）や、その加熱室から複数の板状被処理物を一挙に取り出す技術（日本特許出願公開番号Ｐ２０００−２７４９５２Ａ、Ｐ２０００−２７４９５５Ａ）が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その加熱室における加熱温度が例えば３００℃といった高温である場合、板状被処理物を加熱室内で加熱した後に外気中に取り出して冷却すると、加熱室温度と外気温度との差が大きいため、板状被処理物が割れるという問題がある。
【０００４】
そこで、その加熱室における加熱の終了後に板状被処理物を外気中に取り出す前に、その加熱室の温度を徐々に低下させることが考えられる。しかし、その後に別のロットの板状被処理物を処理する際に加熱室の温度を上昇させる必要がある。そのように加熱室の温度を上下させると、加熱室内の温度分布特性が悪化し、炉内の蓄熱エネルギーがロスし、さらに処理時間が長くなるという問題がある。また、熱風加熱を行う場合は、除塵用フィルターを構成するグラスファイバー等に温度変動による膨張収縮が生じ、パーティクルが発生するためクリーン度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる熱処理装置と熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱処理装置は、炉体と、その炉体内に設けられる第１加熱室と、その第１加熱室に通じるように炉体内に設けられる第２加熱室と、複数の板状被処理物を載置可能な載置体と、その載置体を第１加熱室の内部と第２加熱室の内部との間で往復移動させる移動機構と、その第１加熱室に通じるように炉体に設けられる板状被処理物の出入り口と、その第１加熱室内の載置体に板状被処理物を一枚ずつ載置すると共に、その載置体から板状被処理物を一枚ずつ取り出し可能な搬送機構とを備え、その第１加熱室における加熱温度は第２加熱室における加熱温度よりも低温に保持されていることを特徴とする。
本発明の熱処理方法は、本発明の熱処理装置を用いて板状被処理物を熱処理するに際して、第１加熱室内において載置体に複数の板状被処理物を載置させ、その複数の板状被処理物を載置した載置体を第２加熱室内に移動させ、その第２加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物を、その第２加熱室の保持温度まで加熱し、その第２加熱室の保持温度まで加熱された複数の板状被処理物を載置した載置体を第１加熱室内に移動させ、その第１加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物の温度を、その第１加熱室の保持温度まで低下させ、その第１加熱室内における保持温度となった複数の板状被処理物を、その第１加熱室から取り出すことを特徴とする。
本発明の熱処理装置によれば、本発明の熱処理方法を実施することができる。
本発明によれば、板状被処理物を第２加熱室において例えば３００℃といった高温に加熱して熱処理を施した後に、第１加熱室において第２加熱室における加熱温度よりも低い温度まで低下させ、しかる後に第１加熱室から外気中に取り出すことができる。これにより、板状被処理物を熱処理後に外気中に取り出す際に、板状被処理物の温度と外気温度との差を低減し、板状被処理物が割れるのを防止できる。しかも、その第２加熱室の温度を低下させる必要がないので、第２加熱室内の温度分布特性を良好に維持し、第２加熱室内のエネルギーロスをなくし、処理時間が長くなるのを防止できる。さらに熱風加熱を行う場合、第１加熱室における除塵用フィルターを構成するグラスファイバー等は温度変動がないので膨張収縮することはなく、パーティクル発生によるクリーン度低下を防止できる。また、板状被処理物を第１加熱室における載置体に直接に載置したり、その載置体に載置された板状被処理物を第１加熱室から直接に取り出すことができ、構成を簡単化することができる。
【０００７】
その第１加熱室は第２加熱室の下方に配置されているのが好ましい。
これにより、第２加熱室内の高温雰囲気内に第１加熱室内の低温雰囲気が流入するのを抑制し、第２加熱室内の温度分布特性を良好に維持し、エネルギーロスを防止できる。また、装置設置面積を低減できる。
【０００８】
その第１加熱室と第２加熱室との間に、その載置体が通過可能な接続口が設けられ、その載置体が第１加熱室に位置する時に接続口を熱遮蔽可能に閉鎖する第１閉鎖部材と、その載置体が第２加熱室に位置する時に接続口を熱遮蔽可能に閉鎖する第２閉鎖部材とが設けられ、その第１閉鎖部材は、接続口の閉鎖時に、その接続口の周囲部と隙間を介して対向し、その第２閉鎖部材は、接続口の閉鎖時に、その接続口の周囲部に密接するのが好ましい。
これにより、第２加熱室内の高温雰囲気内に第１加熱室内の低温雰囲気が流入するのを抑制し、エネルギーロスを防止できる。さらに、第２閉鎖部材により接続口を閉鎖する時は第２加熱室内の高温雰囲気内に第１加熱室内の低温雰囲気が流入するのを完全に阻止して第２加熱室内の温度分布特性を良好に維持できる。
しかも、その載置体が第１加熱室に位置する時に接続口を閉鎖する第１閉鎖部材は接続口の周囲部と接触することがないので、そのような接触によりパーティクル発生が生じることはない。これにより、第１加熱室に位置する載置体上の板状被処理物にパーティクルが降りかかって汚されることはない。
【０００９】
その第１閉鎖部材と第２閉鎖部材は前記載置体と同行して移動可能とされているのが好ましい。
これにより、各閉鎖部材を閉鎖位置と開放位置との間で移動させるための専用の機構が不要で構造を簡単化できる。
【００１０】
本発明方法において、複数の板状被処理物を載置した載置体を第１加熱室から第２加熱室に移動させる前に、第１加熱室内において、その載置体に載置された複数の板状被処理物を、その第１加熱室の保持温度まで加熱するのが好ましい。
これにより、板状被処理物を第１加熱室から第２加熱室に移動させた時に、第２加熱室内の温度変動を小さくして温度分布を良好を維持できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す熱処理システム１は、複数の熱風加熱式熱処理装置２と、液晶ディスプレイ装置用ガラス基板等の板状被処理物３を各熱処理装置２と中継ステーション４との間で搬送する第１搬送機構５と、その板状被処理物３を中継ステーション４と複数の受渡しステーション６との間で搬送する第２搬送機構７とを備える。各受渡しステーション６には別の工程からカセット８が搬出入される。そのカセット８に、複数の板状被処理物３が、横方向に一枚ずつ取り出し可能に上下に間隔をおいて載置される。
【００１２】
図２、図３に示すように、各熱処理装置２は耐熱材製の炉体１２により構成される。その炉体１２の内部に第１加熱室１３と第２加熱室１４とが設けられる。その第１加熱室１３は第２加熱室１４の下方に配置される。その第１加熱室１３と第２加熱室１４とは、炉体１２に形成される接続口１２ａを介して互いに通じる。その第１加熱室１３に通じるように、その炉体に板状被処理物３の出入り口１２ｂが設けられている。その出入り口１２ｂは扉１２ｃにより開閉される。
【００１３】
その炉体１２の内部に、複数の板状被処理物３を載置可能な載置体としてラック１５が配置される。そのラック１５は、複数の板状被処理物３を横方向に一枚ずつ取り出し可能に、厚さ方向を上下方向として、上下に間隔をおいて載置するもので、例えば図４に示すように、支柱１５ａから突出するツメ１５ｂを介して板状被処理物３を載置するものを用いることができる。上記中継ステーション４に、複数の板状被処理物３を横方向に一枚ずつ取り出し可能に上下に間隔をおいて載置可能な載置台９が設けられている。
【００１４】
そのラック１５は、第１加熱室１３の内部と第２加熱室１４の内部との間で上下移動できるように、上記接続口１２ａを通過可能な寸法とされている。そのラック１５を第１加熱室１３の内部と第２加熱室１４の内部との間で上下移動させる移動機構１８が設けられている。その移動機構１８は、炉体１２の下方に配置される駆動装置１８ａと、炉体１２の底部を貫通するロッド１８ｂとを有する。そのロッド１８ｂの上端により後述の第２閉鎖部材３２を介してラック１５が支持され、そのロッド１８ｂの下端は駆動装置１８ａにおける上下移動体１８ａ′に連結されている。
【００１５】
上記第１搬送機構５と第２搬送機構７は、それぞれにより構成されている。図４に示すように、そのロボットは、フォーク１９ａと、このフォーク１９ａを図中矢印で示すように伸縮旋回させるアーム１９ｂ、１９ｃと、そのフォーク１９ａとアーム１９ｂ、１９ｃを図中矢印で示すように昇降させる昇降装置１９ｄと、そのフォーク１９ａ、アーム１９ｂ、１９ｃ、ロボット１９を横方向に走行させる走行装置１９ｅとを備えている。その第１搬送機構５を構成するロボットにより、第１加熱室１３内のラック１５と中継ステーション４上の載置台９とに対して、板状被処理物３が一枚ずつ載置され、また、載置された板状被処理物３が取り出される。その第２搬送機構７を構成するロボットにより、中継ステーション４上の載置台９と受渡しステーション６上のカセット８とに対して、板状被処理物３が載置され、また、載置された板状被処理物３が取り出される。その第１搬送機構５と第２搬送機構７は公知のものを用いることができる。
【００１６】
その第１加熱室１３内においてラック１５に載置された板状被処理物３を加熱する熱風を発生する熱風加熱機構１６ａが設けられている。また、その第２加熱室１４内においてラック１５に載置された板状被処理物３を加熱する熱風を発生する熱風加熱機構１６ｂが設けられている。両熱風加熱機構１６ａ、１６ｂは本実施形態では同様の構成とされ、炉体１２に取り付けられるヒータ２２と熱風循環用ファン２３とを有する。また。炉体１２の内部に設けられた内壁２１の一側面に除塵用フィルター１７が取り付けられている。その内壁２１の他側面に通風口２５が形成されている。図３において矢印で示すように、炉体１２内の雰囲気はヒータ２２により加熱され、ファン２３により循環されることで、フィルター１７を介してラック１５に載置された板状被処理物３に横方向から吹き付けられる熱風となる。その熱風は各板状被処理物３の表裏面に沿って流れ、しかる後に通風口２５を介してヒータ２２に至って再び加熱される。そのフィルター１７は、グラスファイバーにより濾材が主構成されるＨＥＰＡフィルターが用いられている。
【００１７】
その第１加熱室１３における加熱温度は第２加熱室１４における加熱温度よりも低温に保持される。例えば、第１加熱室１３における加熱温度は２００℃〜２５０℃とされ、第２加熱室１４における加熱温度は３００℃とされる。
【００１８】
図２に示すように、上記接続口１２ａを熱遮蔽可能に閉鎖する手段として、第１閉鎖部材３１と第２閉鎖部材３２とが設けられている。
その第１閉鎖部材３１は、上記ラック１５の上部に同行して移動可能に取り付けられている。そのラック１５が第１加熱室１３に位置する時、その第１閉鎖部材３１は接続口１２ａを熱遮蔽可能に閉鎖する。すなわち、その第１閉鎖部材３１は、接続口１２ａの閉鎖時に接続口１２ａの内部に配置され、また、接続口１２ａの周囲部である内周面と隙間δを介して対向する。
その第２閉鎖部材３２は、上記ラック１５の下部に同行移動可能に取り付けられる。そのラック１５が第２加熱室１４に位置する時、その第２閉鎖部材３２は接続口１２ａを熱遮蔽可能に閉鎖する。すなわち、その第２閉鎖部材３２は、接続口１２ａの閉鎖時に接続口１２ａの下方に配置され、また、接続口１２ａの周囲部下面に密接する。
【００１９】
上記構成により熱処理を行う場合、第１加熱室１３を例えば２００〜２５０℃程度の温度に保持し、第２加熱室１４を例えば３００℃程度の温度に保持する。次に、第２搬送機構７により、受渡しステーション６上のカセット８から取り出した板状被処理物３を中継ステーション４上の載置台９に載置させ、第１搬送機構５により、その中継ステーション４上の載置台９から取り出した板状被処理物３を出入り口１２ｂを介して第１加熱室１３内のラック１５に載置させる。これを繰り返すことで、カセット８内の全ての板状被処理物３をラック１５に移す。次に、そのラック１５に載置された複数の板状被処理物３を第１加熱室１３の保持温度まで加熱する。次に、その複数の板状被処理物３を載置したラック１５を移動機構１８により第２加熱室１４に移動させる。次に、そのラック１５に載置された複数の板状被処理物３を第２加熱室１４の保持温度まで加熱し、設定時間の高温熱処理を行う。次に、その複数の板状被処理物３を載置したラック１５を移動機構１８により第１加熱室１３に移動させ、そのラック１５に載置された板状被処理物３の温度を第１加熱室１３の保持温度まで低下させる。次に、その第１加熱室１３の保持温度となった複数の板状被処理物３を第１搬送機構５により出入り口１２ｂを介してラック１５から一枚ずつ取り出し、中継ステーション４上の載置台９に載置させる。その中継ステーション４において載置台９に載置された板状被処理物３を放冷し、しかる後に第２搬送機構７により中継ステーション４の載置台９から取り出した板状被処理物３を受渡しステーション６上のカセット８に載置させる。
【００２０】
上記構成によれば、板状被処理物３を第２加熱室１４において例えば３００℃といった高温で加熱した後に、第１加熱室１３において第２加熱室の加熱温度よりも低い温度まで低下させ、しかる後に第１加熱室１３から外気中に取り出すことができる。これにより、板状被処理物３を外気中に取り出す際に、板状被処理物３の温度と外気温度との差を低減し、板状被処理物３が割れるのを防止できる。しかも、第２加熱室１４の温度を低下させる必要がないので、第２加熱室１４内の温度分布特性を良好に維持し、第２加熱室１４内のエネルギーロスをなくし、加熱に要する時間を短縮して処理時間が長くなるのを防止できる。また、第２加熱室１４において除塵用フィルター１７を構成するグラスファイバーは、温度変動がないので膨張収縮することはなく、パーティクル発生によるクリーン度低下を防止できる。さらに、ラック１５に載置された板状被処理物３を、第１加熱室１３から第２加熱室１４に移動させる前に、第１加熱室１３の保持温度まで加熱しているので、板状被処理物３を第１加熱室１３から第２加熱室１４に移動させた時に、第２加熱室１４内の温度変動を小さくして温度分布を良好を維持できる。
また、第１搬送機構５により、板状被処理物３を第１加熱室１３のラック１５に直接に載置したり、そのラック１５に載置された板状被処理物３を第１加熱室１３から直接に取り出すことができるので、構成を簡単化することができる。
その第１加熱室１３は第２加熱室１４の下方に配置され、接続口１２ａは第１、第２閉鎖部材３１、３２により熱遮蔽可能に閉鎖されるので、第２加熱室１４内の高温雰囲気内に第１加熱室１３内の低温雰囲気が流入するのを抑制し、エネルギーロスを防止できる。また、装置設置面積を低減できる。さらに、第２閉鎖部材３２により接続口１２ａを閉鎖する時は、第２加熱室１４内の高温雰囲気内に第１加熱室１３内の低温雰囲気が流入するのを完全に阻止し、第２加熱室１４内の温度分布特性を良好に維持できる。しかも、ラック１５が第１加熱室１３に位置する時に第１閉鎖部材３１は接続口１２ａの周囲部と接触することがないので、そのような接触によりパーティクル発生が生じることはない。これにより、第１加熱室１３に位置するラック１５上の板状被処理物３にパーティクルが降りかかることはなく、汚染を防止できる。両閉鎖部材３１、３２はラック１５と同行移動するので、その接続口１２ａの閉鎖位置と開放位置との間で移動させるための専用の機構が不要で構造を簡単化できる。
【００２１】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば各加熱室１３、１４の加熱方法は特に限定されず、第１加熱室１３と第２加熱室１４とで異なる加熱方法を採用してもよく、例えば第１加熱室１３においてマッフル付の遠赤外線加熱方式を採用してもよい。また、第１閉鎖部材３１をラック１５とは独立して移動させる駆動機構を設けてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、高温で板状被処理物を熱処理する際に、エネルギーロスを生じることなく板状被処理物の割れを防止でき、処理時間を短縮し、加熱室温度分布特性を良好に維持できる、クリーン度を低下させることのないコンパクトで簡単な構成の熱処理装置および熱処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の熱処理システムの構成説明図
【図２】本発明の実施形態の熱処理システムの部分破断側面図
【図３】本発明の実施形態の熱処理装置の部分破断平面図
【図４】本発明の実施形態の搬送機構の斜視図
【符号の説明】
２  熱処理装置
３  板状被処理物
５  第１搬送機構
１２  炉体
１２ａ  接続口
１２ｂ  出入り口
１３  第１加熱室
１４  第２加熱室
１５  ラック（載置体）
１８  移動機構
３１  第１閉鎖部材
３２  第２閉鎖部材
【図１】
0003696505.tif 000002
【図２】
0003696505.tif 000003
【図３】
0003696505.tif 000004
【図４】
0003696505.tif 000005