(57)【要約】本発明は、基板の熱処理のための装置および方法に関するものであり、基板保持部を受けるための回転皿を伴なう環状の熱処理領域を含み、上記基板保持部は、各熱処理ゾーン内に少なくとも２つずつ相前後して配置され、上記熱処理ゾーンは、上記回転皿の中心点まわりに径方向にスポーク状に配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の熱処理のための装置であって、基板保持部を受けるための回転皿を伴なう環状の熱処理領域と、前記回転皿の中心軸まわりのコア領域（４）と、前記熱処理領域まわりのケーシング領域（３，６）と、前記基板保持部への装入装出ゾーン（１，２）と、ガス流を熱するための少なくとも１つの熱源と、ガス流案内装置とを備える、装置において、前記基板保持部が熱処理ゾーン内に少なくとも２つずつ相前後して配置され、前記熱処理ゾーンが前記回転皿の中心点まわりで径方向にスポーク状に配置されることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記熱処理ゾーン間に、前記熱処理ゾーンを側方より挟んでスポーク平行（speichenparallel）に境界付ける壁部を有する中間扇形部（５）が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記回転皿が中心軸まわりに回転するようモータ駆動可能であることを特徴とする、請求項１から２に記載の装置。
【請求項４】
前記熱源が前記ケーシング領域（３，６）内に配置され、前記ガス流案内装置が、前記ガス流を、前記ケーシング領域から、径方向に前記熱処理ゾーンを通って前記中心軸へと誘導することを特徴とする、請求項１から４に記載の装置。
【請求項５】
前記ケーシング領域（６）のうちの少なくとも一部分からのガス流が、温度および／またはガス量に関し、残りのケーシング領域（３）からのガス流と区別されることを特徴とする、請求項１から５に記載の装置。
【請求項６】
前記ケーシング領域（６）に由来するガス流が、前記ケーシング領域（３）に由来するガス流よりも低温であり、前記基板を冷却するために用いられることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載の装置における基板の熱処理方法であって、動作中に前記回転皿が、非連続的に、制御された区間ごとに回転し、前記回転はその都度、前記熱処理ゾーンが再び合同でかつ１つの位置だけ先へ変位した状態になるまでなされることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項１から６に記載の装置における請求項７に記載の基板の熱処理方法であって、前記ガス流案内装置が、前記ガス流を実質的に均等に前記熱処理ゾーン内に貫流させるように設計されることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項１から６に記載の装置における請求項７および８に記載の基板の熱処理方法であって、前記冷却に使用されたガス流が、続いて前記ガス流の前記熱源への流入空気として用いられることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
この発明は、請求項１のプリアンブルに従い、特に記憶ディスクの製造における液体で表面コーティングされたプラスチック基板といった、基板の熱処理のための装置および方法に関する。さらに、この発明においては、上記装置の動作方法が記載される。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
記憶ディスク、たとえばＣＤまたはＤＶＤの製造においては、特定の作製ステップにおいて基板上に接着剤、色素またはその他の層が塗布される。これらが乾いていなければ次の作製ステップを行なうことはできない。上記塗布は、たとえば印刷、スピンコーティング、またはその他の手法で行なわれ得る。上記色素および接着剤は、しばしば溶媒またはアルコールを含有する。
【０００３】
さらに、基板のためのプラスチックとしてしばしば使用されるポリカーボネートは、典型的に約０．３重量％の水を含有し得るあるいは受け得ることが知られている。これは多くの真空コーティングプロセスにおいて問題となる。と言うのも、真空下においてはこの水がガスとして放出されて真空条件および層品質（たとえば磁気光学的記憶ディスクの場合）が低下し、その結果多くの場合長い汲み出し時間が必要となるからである。
【０００４】
したがって、プロセス時間を短縮する、あるいは上述の各問題を補償するために、基板を炉の中に入れて、制御された条件下で乾燥させている。また、その際、熱処理によって、焼結プロセスまたは化学的もしくは物理的転換プロセスが達成され得る（たとえば塗布された層の屈折率の変更）。
【０００５】
通常、大気条件下において、記憶ディスク用の基板は典型的に５〜２０分間、６０〜１２０℃で熱処理たとえば乾燥される。製造プロセスのスループットによっては、多数の基板をそのような装置の中に中間貯蔵することが必要な場合があり、その容量は、記憶ディスク用の乾燥炉の場合、典型的に基板５０〜１２００枚で変化する。
【０００６】
このような熱処理装置（以下略して炉とも呼ぶが、これに限定はされない）についての一般的な目標としては、良好な装入・装出性、乾燥条件の制御性、構成のコンパクトさおよび小さなエネルギー需要がある。
【０００７】
公知の先行技術
この種の乾燥装置についての公知の実施の形態としては以下のものが挙げられる。すなわち、乾燥されるべき基板を、加熱可能トンネル内において放射によりまたはガス流の中で乾燥させる。その際、基板は、ねじスピンドルに固定された受け部によって保持され、このねじスピンドルの回転によって基板は搬送される。この実施例は横向きでもまたは直立でも可能である。乾燥時間が長くなりかつ／または基板の個数が多くなるのに伴い、このねじスピンドルは極めて長くなり、このためまた装入装置と装出装置とは空間的に離れる。基板は外縁で止着されるため、とりわけスピンコーティング法によりコーティングされた基板の場合、止着部が汚染される恐れがある。
【０００８】
スピンドルに代えて、乾燥されるべき基板を、バスケットまたは止着部の中に集めたり、またはスピンドル上に配置してからバッチ式に乾燥させることもできる。その際、炉内での配置は、回転皿上でまたは線状に（トンネル原理）行なうことができる。
【０００９】
ＤＥ１９９０４０４５Ｃ１において或る公知の実施の形態が示される。ここでは、スピンドル上に配置された基板が、回転式の炉の中で空気流にて乾燥させられる。加熱装置は炉の中心領域に取付けられる。
【００１０】
この装置の問題としては、容量を増大させるのに伴い炉の直径が大幅に増加するということが挙げられる。さらに、空気流は、内部空間においてすべてのディスクを通り過ぎるように循環するため、乾燥過程の均一性および制御性には向上の余地がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明の課題
この発明は、特に記憶ディスクといった基板を乾燥させる装置および方法であって、上述の先行技術の問題が回避されるものを提示することを課題としてなされたものである。特に、この発明は、コンパクトな寸法であると同時により多数の基板を受けることができるものであり、かつ温度処理のために個々のゾーンをもたらすことを可能にする。乾燥の過程は均一に生じ、大部分制御可能である。この発明についてのもう１つの課題は、先行技術と比較して単純化された機械的構造でエネルギーの節約を可能にすることに存する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の各課題はこの発明によって解決される。以下、この発明について、個々の実施例あるいは比較例および図面を用いてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明に従う解決策
図１は、この発明に従う乾燥装置を示す。この構成は上面において実質的に円形のものであり、外側のケーシング領域３，６と、コア領域４と、その間に位置する熱処理領域本体とから構成される。この熱処理領域は、間に位置する扇形部５を伴ってスポーク状に配置された熱処理ゾーンを有する。設計に依存して６〜２０個の熱処理ゾーンが実現され得る。ケーシング領域３，６は、装入装出領域１，２に空隙を有する。
【００１４】
この乾燥装置は、基板保持部のための受け部を有する回転皿（図示せず）を含み、基板は（この例では）スピンドル内に装填される。これらスピンドルはたとえば、中心に穴をあけた基板を、それぞれ隔離品で隔てられた状態で繋ぎ合わせるための中心の心棒で形成される。しかし、この発明の思想を変えることなく他の装填法を適用することもできる。各スピンドルを径方向に相前後して配置することによって、上から見たときに各スピンドルが回転皿の中心点まわりで同心円状に、スポーク内で相前後して配置される状態が達成される。
【００１５】
スピンドルは少なくとも２本、また基板の大きさによっては３本またはそれ以上相前後して配置されるのが有利であり、これに対応した同心円状の配置となる。
【００１６】
この発明の一実施例では、加熱装置およびガス搬送装置ならびに必要に応じて粒子フィルタがケーシング領域３に配置される。これによって、温度調整されたガスあるいは空気の流れを径方向で外側から内側にコア領域７の方へと生じさせる。空気流はここでたとえば方向転換されて、炉の上側表面上に配置されたダクト装置（図示せず）を介してケーシング領域３へと戻るよう誘導される。このため、整備のときに加熱装置およびたとえば送風装置に外側から接近できるようにし、さらに内部領域７において可動部品を省略することが可能である。これに加え、上記ダクト手段は、湿度計および温度計によってガスの状態が監視されるように設計されてもよい。そして、用途に応じて、ガスあるいは空気の流
れの一部が流出空気として排出されて新鮮な空気と交換されるようにしてもよい。流出空気を冷却するあるいは新鮮な空気を予熱するための熱交換器を設ければ、エネルギー需要をさらに下げることが可能である。
【００１７】
さらに、上述の例とは逆に空気流を内側から外側へと導くようにしてもよく、この場合、加熱装置は中心点にて真中に配置されるのが好ましい。その他上述した利点は両方の構成において達成される。
【００１８】
中間壁５によって、空気流を誘導する、特に均等な空気流を生じさせることが可能となり、このことは基板の熱処理の均等性に有利である。空気流を径方向に向けることにより、中間壁を用いてケーシング領域内の異なる領域に異なる温度範囲を実現することが可能となり、その際、ケーシング領域３の（場所固定の）各吹き込み領域に、異なる温度範囲の空気流が割当てられる。
【００１９】
発明に従うプロセス例
スピンドル上に装填された基板は、１において熱処理装置内に導入され、対応の止着部によって固定される。立坑状の部分である熱処理ゾーンは、ここでは径方向に見て２本の相前後するスピンドルを受ける。各々の熱処理ゾーンは、隣りの中間扇形部５に属する２つの壁領域によって挟まれている。熱処理ゾーンおよび中間扇形部は回転皿上で回転可能に配置される。好ましくは、この回転皿は制御下で駆動され、たとえばゆっくりと連続的にまたは区間ごとに駆動される。区間ごとに駆動される場合、回転皿は各々の区間の動きにつき或る回転角だけ先へと動かされ、各々の熱処理ゾーンの位置が１つずつ先に進められる。例としてこの動きについて逆時計回りで考察されたい。その後、スピンドルは熱処理を施され、放出位置２まで前進する。
【００２０】
その際、上述のように、異なって熱せられた流入空気によって、あるいはケーシング領域３内の異なる扇形部における空気量の変化によって、段階的な温度処理が実現可能である。これによって、基板を熱する経過を制御することができる。たとえば、望ましくない急激な温度変化が回避され、これはたとえば基板の歪みを回避する助けとなる。
【００２１】
図１では６で示す領域が例として冷却領域として設計される。ここにある吹き込み領域は冷たい空気を基板に対して導き、こうして次の加工に先立って、場合により必要な取扱時の温度を保証することが可能となる。領域３にあって基板で熱せられた冷気は熱発生器に供給されるのが有利であり、この場合装置全体のエネルギー需要を下げることが助けられる。しかしながら、冷気を別個の排気用導管７によって排出することもまた可能である。
【００２２】
中間扇形部５の形態により、投入・放出領域を追加的にカバーする措置が省略可能である。図１から容易に見てとれるように、中間扇形部５の壁のうち円弧に合わせられ径方向で外側に位置する部分は、炉の内部領域を共同でカバーするため、エネルギー損失が回避される。これに加え、扉、堰部または旋回可能な遮蔽板金といった機械的可動部品の使用を省略することが可能である。
【００２３】
課題の分野およびサイクル数によっては、投入・放出領域は機能的に一体のものとしてもよい。サイクル数が許せば、ただ１つのステーションにおいて装出およびこれに続いて再び装入することが可能である。これにはさらに、設けられるハンドリングシステムが２つでなくただ１つでよいという利点がある。
【００２４】
発明の他の利点
スピンドルに回転駆動部を設けることによって、スピンドルを熱処理中に回転させるこ
とが可能であり、これにより加熱をより均等にすることができる。この回転駆動は、電気的に個別に実現されても、または、場所固定式に取付けられた冠状歯車に沿って転がる歯車によって実現されてもよい。
【００２５】
また、熱処理ゾーン内にセンサを取付けることによって、熱処理ゾーン毎の温度経過を個々に監視することが実現できる。こうして、対応の分析ユニットたとえばＰＣによって、補正するよう介入するまたは定められた温度経過を調整することが可能である。これと並行して、この分析ユニットは、流入空気および流出空気の湿度および温度状況の調整を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に従う乾燥装置を示す図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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