(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しつつ、基板の表面に高温の気体の流れを形成して、基板の表面付近から不要なガスを除去できる加熱装置および加熱方法を提供する。【解決手段】この加熱装置は、複数の棒状ヒータ２０と、棒状ヒータ２０を覆う複数のアウター管３０と、を有する。給気部から供給された気体は、アウター管３０の内部において、棒状ヒータ２０により加熱される。そして、加熱後の気体が、アウター管３０の吐出口３２から基板９へ向けて吐出される。これにより、基板９の表面に高温の気体の流れが形成されて、基板９の表面付近から不要なガスが除去される。また、基板９の加熱と気体の加熱とが、共通の棒状ヒータ２０により行われる。これにより、装置の大型化が抑制される。【選択図】図４
2019027623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を加熱する加熱装置であって、
前記複数の基板を上下方向に多段に収納可能な加熱炉と、
前記加熱炉の内部に、前記基板の表面に沿って配置される複数の棒状ヒータと、
前記複数の棒状ヒータのそれぞれを覆う複数のアウター管と、
前記複数のアウター管のそれぞれの内部に気体を供給する給気部と、
前記加熱炉内の気体を排出する排気部と、
を備え、
前記複数のアウター管は、それぞれ、
前記給気部から供給された気体を、前記基板へ向けて吐出する吐出口
を有する加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置であって、
前記アウター管は、前記給気部に接続される給気口を有し、
前記給気口は、前記棒状ヒータの基端部の近傍に位置し、
前記吐出口は、前記棒状ヒータの先端部の近傍に位置する加熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の加熱装置であって、
前記加熱炉の同一の壁面に、前記給気部および前記排気部が接続されている加熱装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記加熱炉は、
前壁と、
前記複数の基板が収容される空間を挟んで前記前壁に対向する後壁と、
を有し、
前記前壁は、
前記基板を搬入および搬出するための搬入出口
を有し、
前記排気部は、前記後壁に接続されている加熱装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記複数の棒状ヒータは、互いに平行に配列される加熱装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記棒状ヒータが水平方向に複数配列されることにより構成されるヒータ群
を複数有し、
前記加熱炉の内部において、前記ヒータ群と前記基板とが、上下方向に交互に配置される加熱装置。
【請求項７】
請求項６に記載の加熱装置であって、
前記ヒータ群に含まれる複数の前記棒状ヒータのうち、
前記水平方向の両端部付近に位置する棒状ヒータ同士の間隔は、前記水平方向の中央付近に位置する棒状ヒータ同士の間隔よりも、狭い加熱装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記アウター管は、前記加熱炉に固定され、
前記棒状ヒータは、前記アウター管に対して挿抜可能である加熱装置。
【請求項９】
請求項８に記載の加熱装置であって、
前記加熱炉の内部において、前記基板を支持する複数の基板支持部
をさらに備え、
前記複数の基板支持部の少なくとも一部は、前記アウター管に設けられている加熱装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記棒状ヒータである複数のメインヒータと、
前記複数のメインヒータとは別の棒状ヒータであり、上面視において、前記メインヒータに対して垂直に配置されるとともに、前記加熱炉の壁面に沿って延びる複数のサブヒータと、
を備え、
前記メインヒータは、前記アウター管に覆われ、
前記サブヒータは、前記アウター管に覆われることなく、前記加熱炉内の空間に露出する加熱装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の加熱装置であって、
前記加熱炉は、前記複数の基板が収容される空間を挟んで左右方向に対向する一対の側壁を有し、
一部の前記サブヒータは、前記一対の側壁の一方と前記加熱炉の前記左右方向の中央との間で、前記左右方向に延び、
他の前記サブヒータは、前記一対の側壁の他方と前記加熱炉の前記左右方向の中央との間で、前記左右方向に延びる加熱装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記アウター管は、
前記吐出口から吐出された気体を、前記基板の表面に沿う方向へ案内するガイド
をさらに有する加熱装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
前記給気部から供給される気体は、不活性ガスである加熱装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の加熱装置であって、
加熱前の前記基板は、上面に、有機溶剤を含む薄膜を有する加熱装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の加熱装置であって、
前記薄膜は、ポリイミド前駆体を含む加熱装置。
【請求項１６】
棒状ヒータにより複数の基板を加熱する加熱方法であって、
ａ）前記棒状ヒータを覆うアウター管の内部に気体を供給する工程と、
ｂ）前記棒状ヒータにより前記基板を加熱しつつ、前記工程ａ）により加熱された気体を、前記アウター管から前記基板へ向けて吐出する工程と、
を有する加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状ヒータにより複数の基板を加熱する加熱装置および加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フレキシブルディスプレイ用基板として、ポリイミドフィルムが注目されている。従来のポリイミドフィルムについては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の段落０００４および段落０１２４に記載のように、ポリイミドフィルムの製造時には、キャリア基板上にポリイミドフィルムが形成される。また、特許文献１の段落０１１０に記載のように、ポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂前駆体を、または、テトラカルボン酸二無水物およびジイソシアネート化合物を、溶媒存在下で加熱（加熱イミド化）することにより得られる。
【０００３】
また、特許文献１の段落０１２６に記載のように、ポリイミドフィルムに無色透明性が要求される場合には、着色抑制のために、窒素等の不活性雰囲気下で加熱を行うことが好ましい。
【０００４】
一方、基板を加熱する従来の装置については、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２の熱処理装置は、複数の基板をロード可能なチャンバと、チャンバ内に設けられた複数のヒータとを有する。特許文献２の段落００５５に記載のように、複数のヒータは、各基板の上方および下方に、基板の面積全体を覆うように配置される。また、特許文献２の段落００６９には、チャンバ内に窒素等の雰囲気ガスを供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６５４９１号公報
【特許文献２】特許第５９７３７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポリイミドフィルムの加熱イミド化に用いられる装置として、例えば、特許文献２のような装置を用いることが考えられる。しかしながら、加熱イミド化を行うときには、加熱により生じる溶媒蒸気等の不要なガスが、再び液化して基板に付着することを防止する必要がある。このため、基板の表面付近に、窒素ガス等の不活性ガスの気流を形成し、基板の表面付近から不要なガスを除去しつつ、基板を加熱することが求められる。
【０００７】
その際、基板の表面付近に供給される不活性ガスは、比較的高温とすることが好ましい。なぜなら、基板の表面付近に低温の不活性ガスを供給すると、加熱中の基板の温度が低下するとともに、上述した不要なガスが冷却されて液化するおそれもあるからである。
【０００８】
ただし、基板を加熱するためのヒータとは別に、不活性ガスを加熱するためのヒータを設けると、装置が大型化する。そこで、基板を加熱するためのヒータを利用して、不活性ガスを加熱することが考えられる。しかしながら、不活性ガスは、輻射熱を透過する。このため、ヒータから離れた位置では、ヒータにより不活性ガスを昇温させることが困難である。また、ヒータにより加熱されたチャンバの内壁からの対流熱で、不活性ガスを加熱することも考えられる。しかしながら、この方法で、不活性ガスを充分に昇温させるためには、チャンバの内壁の表面積を増加させる必要がある。そうすると、やはり装置が大型化する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ、基板の表面に高温の気体の流れを形成して、基板の表面付近から不要なガスを除去できる加熱装置および加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、複数の基板を加熱する加熱装置であって、前記複数の基板を上下方向に多段に収納可能な加熱炉と、前記加熱炉の内部に、前記基板の表面に沿って配置される複数の棒状ヒータと、前記複数の棒状ヒータのそれぞれを覆う複数のアウター管と、前記複数のアウター管のそれぞれの内部に気体を供給する給気部と、前記加熱炉内の気体を排出する排気部と、を備え、前記複数のアウター管は、それぞれ、前記給気部から供給された気体を、前記基板へ向けて吐出する吐出口を有する。
【００１１】
本願の第２発明は、第１発明の加熱装置であって、前記アウター管は、前記給気部に接続される給気口を有し、前記給気口は、前記棒状ヒータの基端部の近傍に位置し、前記吐出口は、前記棒状ヒータの先端部の近傍に位置する。
【００１２】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の加熱装置であって、前記加熱炉の同一の壁面に、前記給気部および前記排気部が接続されている。
【００１３】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記加熱炉は、前壁と、前記複数の基板が収容される空間を挟んで前記前壁に対向する後壁と、を有し、前記前壁は、前記基板を搬入および搬出するための搬入出口を有し、前記排気部は、前記後壁に接続されている。
【００１４】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記複数の棒状ヒータは、互いに平行に配列される。
【００１５】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記棒状ヒータが水平方向に複数配列されることにより構成されるヒータ群を複数有し、前記加熱炉の内部において、前記ヒータ群と前記基板とが、上下方向に交互に配置される。
【００１６】
本願の第７発明は、第６発明の加熱装置であって、前記ヒータ群に含まれる複数の前記棒状ヒータのうち、前記水平方向の両端部付近に位置する棒状ヒータ同士の間隔は、前記水平方向の中央付近に位置する棒状ヒータ同士の間隔よりも、狭い。
【００１７】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記アウター管は、前記加熱炉に固定され、前記棒状ヒータは、前記アウター管に対して挿抜可能である。
【００１８】
本願の第９発明は、第８発明の加熱装置であって、前記加熱炉の内部において、前記基板を支持する複数の基板支持部をさらに備え、前記複数の基板支持部の少なくとも一部は、前記アウター管に設けられている。
【００１９】
本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記棒状ヒータである複数のメインヒータと、前記複数のメインヒータとは別の棒状ヒータであり、上面視において、前記メインヒータに対して垂直に配置されるとともに、前記加熱炉の壁面に沿って延びる複数のサブヒータと、を備え、前記メインヒータは、前記アウター管に覆われ、前記サブヒータは、前記アウター管に覆われることなく、前記加熱炉内の空間に露出する。
【００２０】
本願の第１１発明は、第１０発明の加熱装置であって、前記加熱炉は、前記複数の基板が収容される空間を挟んで左右方向に対向する一対の側壁を有し、一部の前記サブヒータは、前記一対の側壁の一方と前記加熱炉の前記左右方向の中央との間で、前記左右方向に延び、他の前記サブヒータは、前記一対の側壁の他方と前記加熱炉の前記左右方向の中央との間で、前記左右方向に延びる。
【００２１】
本願の第１２発明は、第１発明から第１１発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記アウター管は、前記吐出口から吐出された気体を、前記基板の表面に沿う方向へ案内するガイドをさらに有する。
【００２２】
本願の第１３発明は、第１発明から第１２発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、前記給気部から供給される気体は、不活性ガスである。
【００２３】
本願の第１４発明は、第１発明から第１３発明までのいずれか１発明の加熱装置であって、加熱前の前記基板は、上面に、有機溶剤を含む薄膜を有する。
【００２４】
本願の第１５発明は、第１４発明の加熱装置であって、前記薄膜は、ポリイミド前駆体を含む。
【００２５】
本願の第１６発明は、棒状ヒータにより複数の基板を加熱する加熱方法であって、ａ）前記棒状ヒータを覆うアウター管の内部に気体を供給する工程と、ｂ）前記棒状ヒータにより前記基板を加熱しつつ、前記工程ａ）により加熱された気体を、前記アウター管から前記基板へ向けて吐出する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００２６】
本願の第１発明〜第１５発明によれば、給気部から供給された気体は、アウター管の内部において、棒状ヒータにより加熱される。そして、加熱後の気体が、吐出口から基板へ向けて吐出される。これにより、基板の表面に高温の気体の流れが形成されて、基板の表面付近から不要なガスが除去される。また、基板の加熱と、給気部から供給される気体の加熱とが、共通の棒状ヒータにより行われる。これにより、装置の大型化が抑制される。
【００２７】
特に、本願の第２発明によれば、給気部から供給される気体は、アウター管の内部において、棒状ヒータの基端部から先端部へ向けて流れる。これにより、気体を効率よく加熱できる。
【００２８】
特に、本願の第３発明によれば、アウター管の吐出口から吐出された気体は、アウター管の先端部の近傍から基端部の近傍へ向けて流れる。これにより、基板の表面付近における気体の置換効率を、より高めることができる。
【００２９】
特に、本願の第４発明によれば、アウター管の吐出口から吐出された気体は、搬入出口から離れる方向へ流れる。このため、気体により除去される不要なガスも、搬入出口から離れる方向へ流れる。したがって、不要なガスが搬入出口側へ流れることを抑制できる。
【００３０】
特に、本願の第７発明によれば、基板の中央部と端縁部との加熱量の差を低減できる。
【００３１】
特に、本願の第８発明によれば、棒状ヒータおよびアウター管のうち、棒状ヒータのみを容易に交換できる。
【００３２】
特に、本願の第９発明によれば、アウター管を利用して基板支持部を設置する。これにより、アウター管とは別に基板支持部を設置するための梁などを設ける必要がないため、加熱装置の部品点数を低減できる。
【００３３】
特に、本願の第１１発明によれば、加熱装置の左右において、サブヒータの挿抜に必要なスペースを低減できる。したがって、複数の加熱装置を、左右方向に密に配列できる。
【００３４】
特に、本願の第１２発明によれば、基板の表面に沿う気体の流れを形成しやすい。これにより、基板の表面付近から不要なガスを、より効率よく除去できる。
【００３５】
また、本願の第１６発明によれば、工程ａ）において供給された気体は、アウター管の内部において、棒状ヒータにより加熱される。そして、工程ｂ）において、加熱後の気体が、アウター管から基板へ向けて吐出される。これにより、基板の表面に高温の気体の流れが形成されて、基板の表面付近から不要なガスが除去される。また、基板の加熱と気体の加熱とが、共通の棒状ヒータにより行われる。これにより、装置の大型化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】加熱装置の外観斜視図である。
【図２】加熱装置の縦断面図である。
【図３】加熱装置の横断面図である。
【図４】メインヒータおよびアウター管の部分断面図である。
【図５】２台の加熱装置を左右方向に並べて配置したときの様子を示した図である。
【図６】制御部と加熱装置内の各部との接続を示したブロック図である。
【図７】加熱処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】加熱装置内に形成される気体の流れを示すフローチャートである。
【図９】変形例係るメインヒータおよびアウター管の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願の各図には、方向関係を把握しやすくするために、共通のｘｙｚ直交座標系が示されている。ｘ方向は、加熱装置の左右方向に相当する。ｙ方向は、加熱装置の前後方向に相当する。ｚ方向は、加熱装置の上下方向に相当する。なお、加熱装置は、水平な床面上に設置される。したがって、前後方向および左右方向は、いずれも水平方向である。
【００３８】
＜１．加熱装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る加熱装置１の外観斜視図である。図２は、左右方向に対して直交する平面で切断した、加熱装置１の縦断面図である。図３は、上下方向に対して直交する平面で切断した、加熱装置１の横断面図である。この加熱装置１は、複数の基板９を一括して加熱する装置である。加熱装置１は、例えば、フレキシブルディスプレイに用いられるポリイミド膜の製造工程に用いられる。加熱前の基板９の上面には、ポリイミド前駆体と有機溶剤とを含む薄膜が形成されている。加熱装置１において基板９が加熱されると、薄膜中のポリイミド前駆体が、イミド化されてポリイミドとなる。
【００３９】
図１〜図３に示すように、本実施形態の加熱装置１は、加熱炉１０、複数のメインヒータ２０、複数のアウター管３０、複数のサブヒータ４０、給気部５０、排気部６０および制御部７０を備えている。
【００４０】
加熱炉１０は、耐熱性の材料からなる筐体である。加熱炉１０の内部には、複数の基板９を上下方向に多段に収納可能な処理空間１９が設けられている。本実施形態の加熱炉１０は、略直方体状の外形を有する。具体的には、加熱炉１０は、前壁１１、後壁１２、右側壁１３、左側壁１４、底板部１５および天板部１６を有する。前壁１１と後壁１２とは、処理空間１９を挟んで前後方向（ｙ方向）に対向する。右側壁１３と左側壁１４とは、処理空間１９を挟んで左右方向（ｘ方向）に対向する。底板部１５と天板部１６とは、処理空間１９を挟んで上下方向（ｚ方向）に対向する。
【００４１】
前壁１１には、複数の搬入出口１７と、各搬入出口１７を開閉する複数のシャッタ１８とが、設けられている。シャッタ１８は、図示を省略した駆動機構により開閉される。シャッタ１８が開放されると、搬入出口１７を介して基板９を搬入または搬出することが可能となる。一方、シャッタ１８が閉鎖されると、搬入出口１７を介した気体の出入りが遮断される。
【００４２】
メインヒータ２０は、加熱炉１０の内部に配置された基板９を加熱するためのヒータである。メインヒータ２０には、棒状の赤外線ヒータ（棒状ヒータ）が用いられる。メインヒータ２０は、例えば、通電により発熱するFe-Cr-Al系ヒータ線を有する。複数のメインヒータ２０は、基板９の上面および下面に沿って、互いに平行に配列される。各メインヒータ２０は、前後方向に延びる。また、各メインヒータ２０は、加熱炉１０の後壁１２に設けられた挿入孔１２０から、加熱炉１０の内部へ挿入される。各メインヒータ２０の基端部２１は、後壁１２の挿入孔１２０の近傍に位置する。各メインヒータ２０の先端部２２は、前壁１１の近傍に位置する。なお、上記Fe-Cr-Al系ヒータ線に代えて、ニクロム（Ni-Cr）線を用いてもよい。
【００４３】
本実施形態では、同一の高さ位置において、複数のメインヒータ２０が左右方向に配列されることにより、１つのヒータ群２０Ｇが構成されている。加熱炉１０の内部には、このようなヒータ群２０Ｇが、上下方向に間隔をあけて複数配列されている。加熱炉１０の内部に複数の基板９が搬入されたときには、ヒータ群２０Ｇと、基板９とが、上下方向に交互に配置される。また、ヒータ群２０Ｇは、上下方向に隣り合う基板９の間だけではなく、最上段の基板９の上方および最下段の基板９の下方にも配置される。したがって、全ての基板９の上方および下方に、ヒータ群２０Ｇが配置される。
【００４４】
基板９の端縁部は、中央部に比べて放熱量が多いため、中央部よりも温度が上昇しにくい。このため、図３に示すように、本実施形態では、ヒータ群２０Ｇに含まれる複数のメインヒータ２０のうち、左右方向の両端部付近に位置するメインヒータ２０同士の間隔ｄ１が、左右方向の中央付近に位置するメインヒータ２０同士の間隔ｄ２よりも、狭くなっている。このようにすれば、基板９の左右方向の端縁部に、中央部よりも多くの熱量を供給できる。したがって、基板９の左右方向の端縁部と中央部との間で、加熱後の温度差を低減できる。
【００４５】
アウター管３０は、各メインヒータ２０を覆う部材である。アウター管３０は、赤外線を透過可能な材料（例えばガラス）により形成される。複数のアウター管３０は、それぞれ、加熱炉１０に対して固定されている。各アウター管３０は、後壁１２の上述した挿入孔１２０から前壁１１側へ向けて管状に延び、その先端部が閉じられた形状を有する。アウター管３０の基端部の開口は、後述する給気部５０から供給される窒素ガスを受け入れる給気口３１となっている。すなわち、アウター管３０は、メインヒータ２０の基端部２１の近傍に、給気口３１を有する。
【００４６】
メインヒータ２０は、挿入孔１２０を介して、アウター管３０に対して挿抜可能となっている。加熱装置１のユーザは、メインヒータ２０およびアウター管３０のうち、消耗品であるメインヒータ２０のみを交換することが可能である。加熱装置１の稼働時には、メインヒータ２０に駆動電流が供給されることにより、メインヒータ２０が発熱する。そして、メインヒータ２０から輻射される赤外線が、アウター管３０を透過して、基板９の表面に照射される。これにより、基板９が加熱される。
【００４７】
図４は、メインヒータ２０およびアウター管３０の、先端部付近の断面図である。図４に示すように、アウター管３０は、メインヒータ２０の先端部２２の近傍に、複数の吐出口３２を有する。吐出口３２は、アウター管３０の内部の気体を、基板９の表面へ向けて吐出するための開口である。吐出口３２は、メインヒータ２０の先端部２２の上方および下方において、アウター管３０を上下方向に貫通する。ただし、吐出口３２の位置、吐出口３２の数および吐出口３２の形状は、必ずしも図４の通りでなくてもよい。
【００４８】
また、図２に示すように、アウター管３０の外表面には、複数の基板支持部３３が設けられている。加熱炉１０の内部に搬入された基板９は、複数の基板支持部３３上に載置される。そして、基板９は、複数の基板支持部３３によって、水平姿勢に支持される。このように、基板９を支持するための基板支持部３３の少なくとも一部を、アウター管３０に設ければ、加熱炉１０の内部に、アウター管３０とは別に、基板支持部３３を設置するための梁などを設ける必要がない。このため、加熱装置１の部品点数を減らすことができるとともに、加熱装置１を小型化しやすくなる。
【００４９】
複数のサブヒータ４０は、基板９の前後方向の端縁部を、補助的に加熱するためのヒータである。サブヒータ４０には、棒状の赤外線ヒータ（棒状ヒータ）が用いられる。サブヒータ４０は、例えば、通電により発熱するFe-Cr-Al系ヒータ線を有する。図２および図３に示すように、複数のサブヒータ４０は、加熱炉１０の前壁１１および後壁１２の壁面に沿って、左右方向に延びる。すなわち、複数のサブヒータ４０は、上面視において、メインヒータ２０に対して垂直に配置される。なお、上記Fe-Cr-Al系ヒータ線に代えて、ニクロム（Ni-Cr）線を用いてもよい。
【００５０】
既述の通り、基板９の端縁部は、中央部に比べて放熱量が多いため、中央部よりも温度が上昇しにくい。しかしながら、本実施形態では、基板９の前後方向の端縁部は、メインヒータ２０とサブヒータ４０との双方により加熱される。このようにすれば、基板９の前後方向の端縁部に、中央部よりも多くの熱量を供給できる。したがって、基板９の前後方向の端縁部と中央部との間で、加熱後の温度差を低減できる。
【００５１】
複数のサブヒータ４０は、複数の右側サブヒータ４１と、複数の左側サブヒータ４２とを含んでいる。右側サブヒータ４１は、加熱炉１０の右側壁１３に設けられた挿入孔１３０から、加熱炉１０の内部へ挿入される。左側サブヒータ４２は、加熱炉１０の左側壁１４に設けられた挿入孔１４０から、加熱炉１０の内部へ挿入される。上述したメインヒータ２０は、アウター管３０に覆われているのに対し、サブヒータ４０は、アウター管３０に覆われることなく、加熱炉１０内の空間に露出している。
【００５２】
また、各サブヒータ４０の左右方向の長さは、加熱炉１０の左右方向の長さの半分よりもやや短い。複数の右側サブヒータ４１は、それぞれ、右側壁１３と加熱炉１０の左右方向の中央との間で、左右方向に延びる。複数の左側サブヒータ４２は、それぞれ、左側壁１４と加熱炉１０の左右方向の中央との間で、左右方向に延びる。そして、右側サブヒータ４１の先端部と、左側サブヒータ４２の先端部とが、加熱炉１０の左右方向の中央付近において、左右方向に対向する。
【００５３】
図５は、２台の加熱装置１を左右方向に並べて配置したときの様子を示した図である。図５に示すように、隣り合う加熱装置１の間には、メンテナンス用のスペース１００が設けられる。使用済みのサブヒータ４０を新しいサブヒータ４０に交換するときには、このスペース１００を利用して、サブヒータ４０の挿抜が行われる。ここで、上述の通り、各サブヒータ４０の左右方向の長さは、加熱炉１０の左右方向の長さの半分よりも短い。これにより、サブヒータ４０の挿抜に必要なスペース１００の左右方向の長さｄ３を低減できる。したがって、複数の加熱装置１を、左右方向に密に配列できる。
【００５４】
給気部５０は、複数のアウター管３０に、窒素ガスを供給するための配管系である。図２に示すように、給気部５０は、１本の主配管５１と、複数の分岐配管５２と、第１開閉弁５３とを有する。主配管５１の上流側の端部は、環境圧力よりも高圧の窒素ガスを供給可能な窒素ガス供給源５４に接続されている。主配管５１の下流側の端部には、複数の分岐配管５２の各々の上流側の端部が接続されている。複数の分岐配管５２の各々の下流側の端部は、アウター管３０の給気口３１に接続されている。また、第１開閉弁５３は、主配管５１の経路上に介挿されている。このため、第１開閉弁５３を開放すると、窒素ガス供給源５４から、主配管５１および複数の分岐配管５２を通って、複数のアウター管３０のそれぞれの内部に、窒素ガスが供給される。
【００５５】
排気部６０は、加熱炉１０内の気体を外部へ排出するための配管系である。図２に示すように、排気部６０は、複数の個別配管６１と、１本の集合配管６２と、第２開閉弁６３とを有する。複数の個別配管６１の各々の上流側の端部は、加熱炉１０の後壁１２に設けられた排気口１２１に接続されている。複数の個別配管６１の下流側の端部は、集合配管６２の上流側の端部に接続されている。集合配管６２の下流側の端部は、気流発生手段であるブロワ（図示省略）に接続されている。また、第２開閉弁６３は、集合配管６２の経路上に介挿されている。このため、第２開閉弁６３を開放して、ブロワを動作させると、加熱炉１０内の気体が、複数の個別配管６１と集合配管６２とを通って、加熱炉１０の外部へ排出される。
【００５６】
図２に示すように、本実施形態では、後壁１２のうち、基板９と同じ高さ位置に、排気口１２１が設けられている。すなわち、排気口１２１は、後壁１２のうち、上下に隣り合う挿入孔１２０の間の高さ位置に設けられる。このため、排気部６０を動作させると、加熱炉１０の内部に、基板９の表面に沿って前方から後方へ向かう気流が発生する。
【００５７】
制御部７０は、加熱装置１内の各部を動作制御するための手段である。図６は、制御部７０と、加熱装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図６中に概念的に示したように、制御部７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ７１、ＲＡＭ等のメモリ７２およびハードディスクドライブ等の記憶部７３を有するコンピュータにより構成される。記憶部７３内には、加熱装置１の動作を制御するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。
【００５８】
また、図６に示すように、制御部７０は、上述した複数のシャッタ１８、複数のメインヒータ２０、複数のサブヒータ４０、第１開閉弁５３および第２開閉弁６３と、それぞれ通信可能に接続されている。
【００５９】
制御部７０は、記憶部７３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ７２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、プロセッサ７１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、加熱装置１における基板９の加熱処理が進行する。
【００６０】
＜２．処理の流れ＞
続いて、上述した加熱装置１における加熱処理の流れを説明する。図７は、加熱処理の流れを示したフローチャートである。
【００６１】
加熱装置１において複数の基板９を加熱するときには、まず、加熱炉１０の複数のシャッタ１８を開放する。そして、加熱前の基板９を、搬入出口１７を介して、加熱炉１０の内部へ搬入する（ステップＳ１）。この基板９の搬入は、例えば、専用の搬送ロボットにより行われる。各基板９は、アウター管３０に設けられた複数の基板支持部３３上に載置される。これにより、加熱炉１０の内部に、複数の基板９が、上下方向に間隔をあけて配列された状態となる。複数の基板９の搬入が完了すると、複数のシャッタ１８が閉鎖される。
【００６２】
続いて、複数のメインヒータ２０および複数のサブヒータ４０に駆動電流が供給される。そうすると、複数のメインヒータ２０および複数のサブヒータ４０が昇温し、各ヒータから基板９の表面に向けて、赤外線が照射される。これにより、基板９が加熱される（ステップＳ２）。
【００６３】
所定時間の加熱処理が完了すると、複数のメインヒータ２０および複数のサブヒータ４０への駆動電流の供給を停止する。その後、再び複数のシャッタ１８を開放して、加熱後の基板９を、搬入出口１７を介して、加熱炉１０の外部へ搬出する（ステップＳ３）。この基板９の搬出も、例えば、上述した搬送ロボットにより行われる。
【００６４】
図８は、ステップＳ２における基板９の加熱中に、加熱装置１内に形成される気体の流れを示すフローチャートである。なお、図８では、特定の気体分子に着目したときの時系列変化をフローチャートとして示しているが、実際には、加熱装置１内の各部において、ステップＳ２１〜Ｓ２５が同時に進行している。
【００６５】
加熱炉１０への基板９の搬入が完了すると、制御部７０は、給気部５０の第１開閉弁５３と、排気部６０の第２開閉弁６３とを開放し、ブロワを動作させる。そうすると、窒素ガス供給源５４から、主配管５１および複数の分岐配管５２を通って、複数のアウター管３０のそれぞれの内部に、窒素ガスが供給される（ステップＳ２１）。
【００６６】
アウター管３０の内部に供給された窒素ガスは、メインヒータ２０に沿って前方へ流れる。このとき、窒素ガスは、メインヒータ２０の熱により加熱される（ステップＳ２２）。そして、メインヒータ２０の先端付近まで流れた窒素ガスは、アウター管３０の吐出口３２から基板９の表面へ向けて吐出される（ステップＳ２３）。吐出された窒素ガスは、排気部６０からの吸引圧により、基板９の表面に沿って後方へ向かう気流を形成する（ステップＳ２４）。
【００６７】
メインヒータ２０およびサブヒータ４０から輻射される赤外線により基板９が加熱されると、基板９の上面に形成された薄膜から、不要なガス（有機溶剤など）が発生する。この不要なガスは、上述した窒素ガスとともに、後方へ流される。その結果、基板９の表面から不要なガスが除去される。また、基板９の表面に沿って流れるのは、加熱された高温の窒素ガスである。このため、窒素ガスが基板９に接触することによる基板９の温度低下は、抑制される。また、上述した不要なガスの液化も生じにくい。
【００６８】
その後、窒素ガスおよび上述した不要なガスを含む気体が、排気口１２１、複数の個別配管６１および集合配管６２を通って、加熱炉１０の外部へ排出される（ステップＳ２５）。
【００６９】
以上のように、この加熱装置１では、アウター管３０の内部で加熱された窒素ガスを、基板９の表面に向けて吐出し、当該窒素ガスによって、基板９の表面付近の不要なガスを、加熱炉１０の外部へ排出する。このため、基板９の温度低下や、不要なガスの液化が生じることを抑制しつつ、基板９の表面付近から不要なガスを除去できる。
【００７０】
特に、この加熱装置１では、メインヒータ２０が、基板９を加熱する役割と、窒素ガスを加熱する役割と、の２つの役割を果たしている。したがって、基板９を加熱するヒータと窒素ガスを加熱するヒータとを別々に設ける場合よりも、加熱装置１を小型化しやすい。
【００７１】
また、本実施形態では、加熱された窒素ガスを吐出する吐出口３２が、アウター管３０の先端部付近に設けられている一方、加熱炉１０の後壁１２に、気体を排出する排気口１２１が設けられている。このため、アウター管３０の吐出口３２から吐出された窒素ガスは、基板９の前端縁から後端縁へ向けて流れる。これにより、基板９の表面付近における気体の置換効率を、より高めることができる。
【００７２】
また、アウター管３０の吐出口３２から吐出された窒素ガスは、搬入出口１７およびシャッタ１８から離れる方向へ流れる。したがって、窒素ガスにより除去される不要なガスも、搬入出口１７およびシャッタ１８から離れる方向へ流れる。このようにすれば、不要なガスに含まれる不要な成分が、シャッタ１８に付着してパーティクル化することを抑制できる。
【００７３】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７４】
図９は、一変形例係るメインヒータ２０およびアウター管３０の、先端部付近の断面図である。図９の例では、アウター管３０の吐出口３２に、ガイド３４が設けられている。吐出口３２は、ガイド３４によって、後方（後壁１２側）へ向けられている。このようにすれば、吐出口３２から吐出された窒素ガスを、基板９の表面に沿う方向へ流しやすくなる。すなわち、基板９の表面に沿う窒素ガスの流れを、より形成しやすくなる。したがって、基板９の表面付近から不要なガスを、より効率よく除去できる。
【００７５】
また、上記の実施形態では、給気部５０から窒素ガスが供給されていた。しかしながら、給気部５０から供給される気体は、窒素ガス以外の気体であってもよい。ただし、不要な化学反応を抑制するために、給気部５０から供給される気体は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスであることが好ましい。
【００７６】
また、加熱炉内に配置可能な基板の数、メインヒータの数、サブヒータの数、アウター管の形状などの細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  加熱装置
９  基板
１０  加熱炉
１１  前壁
１２  後壁
１３  右側壁
１４  左側壁
１５  底板部
１６  天板部
１７  搬入出口
１８  シャッタ
１９  処理空間
２０  メインヒータ
２０Ｇ  ヒータ群
２１  基端部
２２  先端部
３０  アウター管
３１  給気口
３２  吐出口
３３  基板支持部
３４  ガイド
４０  サブヒータ
４１  右側サブヒータ
４２  左側サブヒータ
５０  給気部
６０  排気部
７０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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