JP2009079827A - Sublimate measuring device of heat treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被熱処理物を熱処理する熱処理装置において、熱処理の際に被熱処理物から発生する昇華ガスに含まれる昇華物の量を測定する測定装置に関するものである。 The present invention relates to a measurement apparatus that measures the amount of sublimation contained in a sublimation gas generated from a heat treatment object during the heat treatment in a heat treatment apparatus for heat treating the heat treatment object.
熱処理装置は、熱処理室内に被熱処理物を収容した状態で、前記熱処理室内の空気を循環させながら加熱することにより前記被熱処理物を熱処理するものである。このような熱処理装置は、例えばFPD(フラットパネルディスプレイ)の製造工程におけるフォトレジストや有機物薄膜のプリベーク、ポストベーク工程に用いられる。 The heat treatment apparatus heat-treats the object to be heat-treated by heating the object to be heat-treated in the heat-treatment chamber while circulating the air in the heat-treatment chamber. Such a heat treatment apparatus is used, for example, in a photoresist or organic thin film pre-bake and post-bake process in an FPD (flat panel display) manufacturing process.
これらの工程では、ガラス基板等からなる被熱処理物が熱処理される際に、フォトレジスト等に含有される揮発性成分が気化して多量の昇華ガスが発生する。この昇華ガスが、前記熱処理室から外部に漏れ、冷却されると、前記揮発性成分からなる昇華物が析出または再結晶化して、FPDの製造ラインに設置されているセンサ類、前記熱処理部内で循環させる空気を換気する配管などの熱処理装置周辺に付着する。 In these processes, when a heat-treated object made of a glass substrate or the like is heat-treated, a volatile component contained in the photoresist or the like is vaporized and a large amount of sublimation gas is generated. When this sublimation gas leaks outside from the heat treatment chamber and is cooled, the sublimate consisting of the volatile components is precipitated or recrystallized, and in the sensors and the heat treatment section installed in the FPD production line. It adheres to the periphery of heat treatment equipment such as piping that ventilates the air to be circulated.
前記昇華物の付着量が許容量を超えるとFPDの製造に支障が生じる。このため、前記熱処理室内で発生する昇華ガスの量を抑制して、熱処理装置周辺に昇華物が付着することを防止する対策が講じられている。しかしながら、熱処理中に熱処理室内で発生した昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定して、その対策が効果的であるか否かを評価する方法は確立されていない。 When the adhesion amount of the sublimate exceeds an allowable amount, the production of FPD is hindered. For this reason, measures are taken to suppress the amount of sublimation gas generated in the heat treatment chamber to prevent the sublimate from adhering to the periphery of the heat treatment apparatus. However, a method for accurately measuring the amount of sublimate contained in the sublimation gas generated in the heat treatment chamber during the heat treatment and evaluating whether the countermeasure is effective has not been established.
一方、例えば特許文献1には、空気中に浮遊する粒子をカウントするパーティクルカウンタが記載されており、このようなパーティクルカウンタを熱処理装置の近傍に配置し、このパーティクルカウンタによって熱処理装置から漏出した昇華ガスの一部を捉え、該昇華ガスに含有される揮発性成分(昇華物)の粒子の数をカウントすることにより昇華物量を測定することが考えられる。
特許文献1に記載のパーティクルカウンタを前記熱処理装置の近傍に配置して昇華物量を測定するとしても、前記熱処理室から漏出した空気中に浮遊する昇華物の粒子数を測定できるに過ぎず、熱処理室内で発生する昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定できるわけではない。仮に、熱処理室内にパーティクルカウンタを設置したとしても、熱処理室内は高温であるため、パーティクルカウンタが測定するのに十分な昇華物析出量を安定して得ることはできないと予測される。
Even if the particle counter described in
このように、熱処理室内で発生した昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定する方法は確立されておらず、そのため、昇華ガス発生の抑制対策が効果的であるか否かを正確に評価することは難しい。 As described above, a method for accurately measuring the amount of sublimation contained in the sublimation gas generated in the heat treatment chamber has not been established. Therefore, it is accurate to determine whether or not the countermeasure for suppressing sublimation gas generation is effective. It is difficult to evaluate.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、熱処理室内で発生した昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定することが可能な、熱処理室における昇華物の測定装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of accurately measuring the amount of sublimate contained in the sublimation gas generated in the heat treatment chamber, and measuring the sublimate in the heat treatment chamber. The purpose is to provide.
前記目的を達成するために、本発明にかかる、熱処理室における昇華物の測定装置は、熱処理室内に収容された被熱処理物を熱処理する際に前記被熱処理物から発生する昇華ガスに含まれる昇華物の量を測定する装置であり、前記熱処理室内で発生した前記昇華ガスの温度が維持された状態で前記昇華ガスを導入可能な昇華ガス導入室と、前記昇華ガス導入室内で前記昇華ガスから昇華物が析出するように、前記昇華ガス導入室内に前記昇華ガスよりも低温のガスを導入するガス導入手段と、前記昇華ガス導入室の下流側に設けられて、前記析出した昇華物の量を測定する昇華物量測定手段とを備えている。 In order to achieve the above object, the apparatus for measuring a sublimation material in a heat treatment chamber according to the present invention is a sublimation gas contained in a sublimation gas generated from the heat treatment material when heat treating the heat treatment material accommodated in the heat treatment chamber. A sublimation gas introduction chamber capable of introducing the sublimation gas while maintaining the temperature of the sublimation gas generated in the heat treatment chamber, and a sublimation gas from the sublimation gas in the sublimation gas introduction chamber. Gas introduction means for introducing a gas at a temperature lower than the sublimation gas into the sublimation gas introduction chamber so that the sublimation product is precipitated, and the amount of the deposited sublimate provided on the downstream side of the sublimation gas introduction chamber And a sublimation amount measuring means for measuring.
本発明の昇華物の測定装置によれば、熱処理室内で発生した昇華ガスは、前記昇華ガスの温度が維持された状態で昇華ガス導入室に導入されるので、前記昇華ガスが大気に曝されることを防止でき、つまり前記昇華ガスが大気によって冷却されて、昇華物測定装置の外部で前記昇華ガスから昇華物が析出することを防止できる。これに加え、前記昇華ガスは、昇華ガス導入室内においてガス導入手段によって前記昇華ガスよりも低温のガスと接触して冷却されるので、昇華物量測定手段によって測定するのに十分な量の昇華物を前記昇華ガス導入室内で前記昇華ガスから安定して析出させることができる。その結果、熱処理室内で発生した昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定すること、ひいては、昇華ガスの抑制対策が効果的であるか否か等を正確に評価することが可能である。 According to the sublimate measuring apparatus of the present invention, the sublimation gas generated in the heat treatment chamber is introduced into the sublimation gas introduction chamber while maintaining the temperature of the sublimation gas, so that the sublimation gas is exposed to the atmosphere. That is, it is possible to prevent the sublimation gas from being cooled from the sublimation gas and the sublimation product from being deposited from the sublimation gas outside the sublimation measurement apparatus. In addition, the sublimation gas is cooled in contact with the gas at a lower temperature than the sublimation gas by the gas introduction means in the sublimation gas introduction chamber, so that the sublimate has a sufficient amount to be measured by the sublimation quantity measurement means. Can be stably deposited from the sublimation gas in the sublimation gas introduction chamber. As a result, it is possible to accurately measure the amount of sublimation contained in the sublimation gas generated in the heat treatment chamber, and thus to accurately evaluate whether sublimation gas suppression measures are effective. is there.
本発明の好ましい実施形態によれば、昇華物測定装置は、さらに、前記昇華ガス導入室に連通接続される一方、前記熱処理室内の前記昇華ガスを前記昇華ガス導入室内に導入可能な接続管と、前記昇華ガスから前記昇華物が前記接続管内で析出しないように前記接続管を保温する接続管保温手段とを備えている。 According to a preferred embodiment of the present invention, the sublimate measuring apparatus is further connected to the sublimation gas introduction chamber, and the connection pipe capable of introducing the sublimation gas in the heat treatment chamber into the sublimation gas introduction chamber. And a connecting pipe heat retaining means for keeping the connecting pipe warm so that the sublimate does not precipitate from the sublimation gas in the connecting pipe.
この構成によれば、接続管は、接続管保温手段によって該接続管内で前記昇華ガスから昇華物が析出しないように保温されているので、昇華物が接続管内で付着することが防止され、その結果、昇華ガス導入室内の昇華ガスから熱処理室内の昇華物の量を正確に推定することができる。前記接続管保温手段は、例えば断熱材やヒータである。 According to this configuration, the connecting pipe is kept warm by the connecting pipe heat retaining means so that the sublimate does not precipitate from the sublimation gas in the connecting pipe, so that the sublimate is prevented from adhering in the connecting pipe, As a result, the amount of the sublimate in the heat treatment chamber can be accurately estimated from the sublimation gas in the sublimation gas introduction chamber. The connecting pipe heat retaining means is, for example, a heat insulating material or a heater.
本発明の他の好ましい実施形態によれば、前記昇華ガス導入室は前記熱処理室に直接連通接続されている。この構成によれば、前記昇華ガス導入室は熱処理装置に直接連通接続されているので、昇華ガスを大気に曝すことなく熱処理装置から前記昇華ガス導入室に直接導入することができる。また、前記熱処理装置と前記昇華ガス導入室とを接続する接続管を必要としないので、昇華物測定装置の構成を簡略化できる。 According to another preferred embodiment of the present invention, the sublimation gas introduction chamber is directly connected to the heat treatment chamber. According to this configuration, since the sublimation gas introduction chamber is directly connected to the heat treatment apparatus, the sublimation gas can be directly introduced into the sublimation gas introduction chamber without exposing the sublimation gas to the atmosphere. In addition, since a connection pipe for connecting the heat treatment apparatus and the sublimation gas introduction chamber is not required, the configuration of the sublimate measurement apparatus can be simplified.
本発明のさらに好ましい実施形態では、前記ガス導入手段は、前記昇華ガス導入室に連通接続されたガス導入管を有しており、このガス導入管は、前記熱処理室から前記昇華ガス導入室内に導入された前記昇華ガスの流れのほぼ中央に配置されて前記昇華ガス流れの方向に向くガス流出口を有している。 In a further preferred embodiment of the present invention, the gas introduction means has a gas introduction pipe connected to the sublimation gas introduction chamber, and the gas introduction pipe is provided from the heat treatment chamber to the sublimation gas introduction chamber. It has a gas outlet which is arranged in the approximate center of the introduced sublimation gas flow and faces the sublimation gas flow.
この構成によれば、ガス導入管のガス流出口から流出したガスは、昇華ガス流れの方向に沿って前記昇華ガス流れのほぼ中央を流れるように設定されているので、前記昇華ガスを効率良く冷却して十分な昇華物析出量を安定して得ることができる。このため、昇華物量測定手段により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室内の昇華物量の正確な推定が可能となる。前記ガス導入管は、好ましくは断熱材で被覆されており、昇華ガスが昇華ガス導入室内でガス導入管に接触して冷却され、析出した昇華物がガス導入管に付着することを防止する。 According to this configuration, the gas flowing out from the gas outlet of the gas introduction pipe is set to flow substantially in the center of the sublimation gas flow along the direction of the sublimation gas flow. By cooling, a sufficient amount of precipitated sublimate can be stably obtained. For this reason, since the amount of sublimation can be accurately measured by the sublimation amount measuring means, the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be accurately estimated. The gas introduction pipe is preferably covered with a heat insulating material, and the sublimation gas is cooled in contact with the gas introduction pipe in the sublimation gas introduction chamber to prevent the deposited sublimate from adhering to the gas introduction pipe.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華ガス導入室は、前記昇華物を前記昇華ガス導入室から前記昇華物量測定手段へ導出する昇華物導出口を有しており、この昇華物導出口は、前記ガス導入管の前記ガス流出口から前記ガスが流れる方向に延長した線上で前記ガス流出口と対向するように位置している。 In still another embodiment of the present invention, the sublimation gas introduction chamber has a sublimate outlet for leading the sublimate from the sublimation gas introduction chamber to the sublimate amount measuring means. Is positioned so as to face the gas outlet on a line extending in the direction in which the gas flows from the gas outlet of the gas introduction pipe.
この構成によれば、前記ガス流出口と前記昇華物導出口は対向配置されているので、冷却された昇華ガスから析出した昇華物が、ガスの流れに乗って前記昇華物導出口に向かって流れる。このため、昇華物は、前記昇華ガス導入室内に滞留し難くなるので、前記昇華物導出口を介して昇華物量測定手段に運ばれる。その結果、昇華物量測定手段により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室内の昇華物量の正確な推定が可能となる。 According to this configuration, since the gas outlet and the sublimate outlet are disposed to face each other, the sublimate precipitated from the cooled sublimation gas rides on the gas flow toward the sublimate outlet. Flowing. For this reason, since the sublimate hardly stays in the sublimation gas introduction chamber, the sublimate is conveyed to the sublimate amount measuring means via the sublimate outlet. As a result, the amount of sublimation can be accurately measured by the sublimation amount measuring means, so that the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be accurately estimated.
本発明のさらに他の実施形態では、昇華物測定装置は、さらに、前記昇華ガス導入室に連通接続される一方、前記昇華ガスを前記熱処理室から前記昇華ガス導入室内に導入可能な昇華ガス導入管を備えており、この昇華ガス導入管は、前記ガス導入手段によって前記昇華ガス導入室内に導入された前記ガスの流れのほぼ中央に配置されて前記ガス流れの方向に向く昇華ガス導出口を有している。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate measuring apparatus is further connected to the sublimation gas introduction chamber, while the sublimation gas introduction is capable of introducing the sublimation gas from the heat treatment chamber into the sublimation gas introduction chamber. The sublimation gas introduction pipe is provided with a sublimation gas lead-out port which is arranged at substantially the center of the gas flow introduced into the sublimation gas introduction chamber by the gas introduction means and faces the gas flow direction. Have.
この構成によれば、昇華ガス導入管の昇華ガス導出口から流出した昇華ガスは、前記ガス流れの方向に沿って前記ガス流れのほぼ中央を流れるように設定されているので、前記昇華ガスを効率良く冷却して十分な昇華物析出量を安定して得ることができる。このため、昇華物量測定手段により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室内の昇華物量の正確な推定が可能となる。また、析出した昇華物は、前記ガス流れに遮られて前記昇華ガス導入室の壁面に付着し難くなる。このように、前記ガス流れは、昇華物が昇華ガス導入室の壁面に付着するのを防止する付着防止手段としても作用する。前記昇華ガス導入管は、好ましくは断熱材で被覆されており、前記昇華ガス導入管内を流れる前記昇華ガスがガスによって冷却され、析出した昇華物が前記昇華ガス導入管内で付着するのを防止する。 According to this configuration, the sublimation gas that has flowed out of the sublimation gas outlet of the sublimation gas introduction pipe is set to flow substantially in the center of the gas flow along the direction of the gas flow. It can cool efficiently and can obtain sufficient sublimate precipitation amount stably. For this reason, since the amount of sublimation can be accurately measured by the sublimation amount measuring means, the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be accurately estimated. Further, the deposited sublimate is blocked by the gas flow and hardly adheres to the wall surface of the sublimation gas introduction chamber. Thus, the gas flow also acts as an adhesion preventing means for preventing the sublimate from adhering to the wall surface of the sublimation gas introduction chamber. The sublimation gas introduction pipe is preferably coated with a heat insulating material, and the sublimation gas flowing in the sublimation gas introduction pipe is cooled by the gas, and the deposited sublimate is prevented from adhering in the sublimation gas introduction pipe. .
本発明のさらに好ましい実施形態では、前記昇華ガス導入室は、前記昇華物を前記昇華ガス導入室から前記昇華物量測定手段へ導出する昇華物導出口を有しており、この昇華物導出口は、前記昇華ガス導入管の前記昇華ガス流出口から前記昇華ガスが流れる方向に延長した線上で前記昇華ガス流出口と対向するように位置している。 In a further preferred embodiment of the present invention, the sublimation gas introduction chamber has a sublimate outlet for leading the sublimate from the sublimation gas introduction chamber to the sublimate amount measuring means. The sublimation gas inlet pipe is positioned so as to face the sublimation gas outlet on a line extending in the direction in which the sublimation gas flows from the sublimation gas outlet.
この構成によれば、前記昇華ガス流出口と前記昇華物導出口は対向配置されているので、冷却された昇華ガスから析出した昇華物が、前記ガス流れに乗って前記昇華物導出口に向かって流れる。このため、昇華物は、前記昇華ガス導入室内に滞留し難くなるので、前記昇華物導出口を介して昇華物量測定手段に運ばれる。その結果、昇華物量測定手段により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室内の昇華物量の正確な推定が可能となる。 According to this configuration, since the sublimation gas outlet and the sublimate outlet are arranged opposite to each other, the sublimate deposited from the cooled sublimation gas rides on the gas flow toward the sublimate outlet. Flowing. For this reason, since the sublimate hardly stays in the sublimation gas introduction chamber, the sublimate is conveyed to the sublimate amount measuring means via the sublimate outlet. As a result, the amount of sublimation can be accurately measured by the sublimation amount measuring means, so that the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be accurately estimated.
本発明のさらに他の実施形態では、昇華物測定装置は、さらに、前記昇華ガス導入室内に導入される前記昇華ガスを整流する整流部材を備えている。この構成によれば、昇華ガスは前記昇華ガス導入室内で整流となって流れるので、ガスの流れと効率良く接触して冷却される。これにより、前記昇華ガス導入室内での昇華物析出量が安定するため、熱処理室内の昇華物量の推定をさらに正確に行うことができる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate measuring apparatus further includes a rectifying member that rectifies the sublimation gas introduced into the sublimation gas introduction chamber. According to this configuration, the sublimation gas flows in a rectified manner in the sublimation gas introduction chamber, so that the sublimation gas efficiently contacts the gas flow and is cooled. Thereby, since the sublimation deposit amount in the sublimation gas introduction chamber is stabilized, the sublimation amount in the heat treatment chamber can be estimated more accurately.
本発明のさらに他の実施形態では、昇華物測定装置は、さらに、前記昇華ガス導入室の空間を画定する壁を、前記昇華物が前記壁の内面に付着しないように保温する昇華ガス導入室保温手段を備えている。この構成によれば、昇華物が昇華ガス導入室の壁の内面に付着するのが防止されるので、前記昇華ガス導入室内において昇華物の析出が安定する。これにより、熱処理室内の昇華物量の推定をさらに正確に行うことができる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate measuring apparatus further includes a sublimation gas introduction chamber that keeps the wall defining the space of the sublimation gas introduction chamber warm so that the sublimate does not adhere to the inner surface of the wall. It has heat insulation means. According to this configuration, the sublimate is prevented from adhering to the inner surface of the wall of the sublimation gas introduction chamber, so that the precipitation of the sublimate is stabilized in the sublimation gas introduction chamber. Thereby, the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be estimated more accurately.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段は、前記昇華物の粒子数をカウントするパーティクルカウンタである。パーティクルカウンタを用いれば、昇華物の粒子数をカウントするのみで、熱処理室内の昇華物量を容易に推定できる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate amount measuring means is a particle counter that counts the number of particles of the sublimate. If the particle counter is used, the amount of sublimation in the heat treatment chamber can be easily estimated only by counting the number of sublimation particles.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段は、前記昇華ガス導入室からの前記昇華物が流れる昇華物流路を有しており、前記昇華物が流れる前記昇華物流路に光を照射して、前記昇華物によって減衰した前記光の量を測定し、その減衰量に基づき前記昇華物の濃度を決定する測定手段である。この構成によれば、昇華物の粒子数をカウントしなくても昇華物によって減衰された光の量を測定するのみで、熱処理室内の昇華物量を容易に推定できる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate amount measuring means has a sublimate flow path through which the sublimate from the sublimation gas introduction chamber flows, and the sublimate flow path through which the sublimate flows. Irradiating, measuring the amount of the light attenuated by the sublimate, and determining the concentration of the sublimate based on the amount of attenuation. According to this configuration, the amount of sublimate in the heat treatment chamber can be easily estimated only by measuring the amount of light attenuated by the sublimate without counting the number of particles of the sublimate.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段は、前記昇華ガス導入室からの前記昇華物が流れる昇華物流路を有しており、前記昇華ガス導入室は、前記昇華物流路に対して着脱自在である。この構成によれば、長時間の使用により昇華ガス導入室の壁面に昇華物が付着し堆積した場合、汚れた昇華ガス導入室を、新しい昇華ガス導入室と交換することができるので、清掃作業に伴う時間のロスを回避することができる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate amount measuring means has a sublimate flow path through which the sublimate from the sublimation gas introduction chamber flows, and the sublimation gas introduction chamber is connected to the sublimation flow path. On the other hand, it is detachable. According to this configuration, when the sublimate adheres to and accumulates on the wall surface of the sublimation gas introduction chamber after a long period of use, the dirty sublimation gas introduction chamber can be replaced with a new sublimation gas introduction chamber. It is possible to avoid the time loss associated with.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段は、前記昇華ガス導入室からの前記昇華物が流れる昇華物流路を有しており、この昇華物流路に着脱自在な透明管が挿入されている。この構成によれば、昇華物が流れる昇華物流路に透明管が挿入されているので、昇華物が昇華物流路に付着して堆積することが防止できると共に、長時間の使用により透明管の内壁面に昇華物が付着して堆積した場合、汚れた透明管を、新しい透明管と交換することができるので、清掃作業に伴う時間のロスを回避することができる。しかも、透明な管を用いているので、昇華物を測定するために昇華物流路に照射される光を遮ることはないので、昇華物量の測定を支障なく行うことができる。 In still another embodiment of the present invention, the sublimate amount measuring means has a sublimate flow path through which the sublimate from the sublimation gas introduction chamber flows, and a detachable transparent tube is inserted into the sublimate flow path. Has been. According to this configuration, since the transparent tube is inserted into the sublimate flow path through which the sublimate flows, the sublimate can be prevented from adhering to and deposited on the sublimate flow channel, and the inside of the transparent tube can be used for a long time. When a sublimate adheres and accumulates on the wall surface, the dirty transparent tube can be replaced with a new transparent tube, so that time loss associated with the cleaning operation can be avoided. In addition, since a transparent tube is used, the amount of sublimate can be measured without hindrance because the light irradiated to the sublimate flow path for measuring the sublimate is not blocked.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段の下流側に、前記昇華ガスの流量を測定する流量計が設けられている。この構成によれば、昇華物量の測定を開始する前に昇華ガスのみを昇華ガス導入室に導入すれば、その流量を測定することができるので、昇華物量測定装置が、析出した昇華物を安定して検出かつ測定できるように昇華ガスの流量を制御できる。 In still another embodiment of the present invention, a flow meter for measuring the flow rate of the sublimation gas is provided on the downstream side of the sublimate amount measuring means. According to this configuration, if only the sublimation gas is introduced into the sublimation gas introduction chamber before the measurement of the amount of sublimation is started, the flow rate can be measured. Thus, the flow rate of the sublimation gas can be controlled so that it can be detected and measured.
本発明のさらに他の実施形態では、前記昇華物量測定手段の下流側に、前記昇華物を捕集するフィルタが設けられている。この構成によれば、捕集した昇華物の成分を分析できるので、昇華物量の測定結果と併用すれば、昇華ガス発生防止の対策をさらに向上することができる。 In still another embodiment of the present invention, a filter for collecting the sublimate is provided on the downstream side of the sublimate amount measuring means. According to this configuration, since the components of the collected sublimate can be analyzed, the countermeasure for preventing sublimation gas generation can be further improved by using it together with the measurement result of the amount of sublimation.
本発明の昇華物の測定装置によれば、熱処理室内で発生した昇華ガスに含有される昇華物の量を正確に測定することが可能であり、ひいては昇華ガス発生抑制の対策が効果的であるか否かを正確に評価することが可能である。 According to the sublimate measuring apparatus of the present invention, it is possible to accurately measure the amount of sublimate contained in the sublimation gas generated in the heat treatment chamber, and as a result, measures for suppressing sublimation gas generation are effective. It is possible to accurately evaluate whether or not.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の第1実施形態に係る昇華物測定装置1Aの概略構成図であり、熱処理装置100の熱処理室110に連通接続された状態を示している。昇華物測定装置1Aは、熱処理装置100に連通接続可能な装置であり、熱処理装置100内で被熱処理物Wを熱処理する際に被熱処理物Wから発生する昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を測定する装置である。熱処理装置100は、例えばFPD(フラットパネルディスプレイ)の製造工程に用いられるものであり、クリーンルーム内に設置されるいわゆるクリーンオーブンと呼ばれるものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sublimation
熱処理装置100は、被熱処理物Wが出し入れ可能に収容される熱処理室110を有している。この熱処理室110の内側には、1または2以上の被熱処理物Wを所定状態で保持できる保持部材(図示せず)が二点鎖線で示す位置に設けられている。また、熱処理室110には、熱処理用気体、例えば加熱エアを熱処理室110内に導入する図示しない気体導入ダクトと、熱処理室110から熱処理済みの気体を導出する図示しない気体導出ダクトとが連通接続されている。これらの前記気体導入ダクトおよび前記気体導出ダクトを介して熱処理室110内で熱処理気体を循環させながら被熱処理物Wを加熱すると、被熱処理物Wが熱処理される。
The
被熱処理物Wは、例えばガラス基板であり、フォトレジスト膜や有機物薄膜が形成されている。被熱処理物Wが熱処理されると、フォトレジスト等に含有される揮発性成分が気化し、昇華ガスEが熱処理室内に発生する。 The workpiece W is a glass substrate, for example, and a photoresist film or an organic thin film is formed thereon. When the workpiece W is heat-treated, a volatile component contained in the photoresist or the like is vaporized, and a sublimation gas E is generated in the heat treatment chamber.
一方、昇華物測定装置1Aは、熱処理室110からの昇華ガスEが導入される昇華ガス導入室3と、昇華ガス導入室3に連通接続されて熱処理室110内の昇華ガスEを昇華ガス導入室3内に導入可能な接続管7と、ガスGを昇華ガス導入室3に導入するガス導入手段10と、昇華ガス導入室3の下流側に接続されて、昇華ガス導入室3内に導入された昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を測定する昇華物量測定手段13とを有している。
On the other hand, the
昇華ガス導入室3は、熱処理室110からの昇華ガスEおよびガス導入手段10からのガスGが流れる空間を形成するものであり、この空間は壁部3aにより画定されている。以下、本明細書では、前記空間において、昇華ガスEおよびガスGが導入される側を上流側とし、昇華ガスEから析出する昇華物SおよびガスGが導出される側を下流側とする。
The sublimation
昇華ガス導入室3における上流側の壁部3aには、接続管7が接続されて、昇華ガス導入室3と接続管7とは連通可能な状態となっている。この接続管7は、その流入口7aに連結用フランジ8を有している。熱処理室110は、その空間を画定する断熱壁112を貫通して形成された昇華ガス導出用の導出管114を有しており、この昇華ガス導出管114の導出口114aには、連結用フランジ116が設けられている。昇華物測定装置1Aを使用する際、接続管7の連結用フランジ8と、熱処理室110の昇華ガス導出管114の連結用フランジ116とを、ボルトおよびナット等の締結手段で連結すると、接続管7が熱処理室110に連通接続される。このように、接続管7と熱処理室110とが連通接続されることで、熱処理室110内で発生した昇華ガスEが接続管7を介して昇華ガス導入室3内に導入可能となる。なお、接続管7は、図示は省略するが、ボルトを、連結用フランジ8に穿孔された貫通孔に通し、熱処理室110の断熱壁112に形成されたボルト孔に螺入することにより、熱処理室110に直接取り付けてもよい。
A connecting
熱処理室110の昇華ガス導出管114には、図示しないバルブ等の開閉部材が設けられており、昇華物測定装置1Aを用いて熱処理室110内の昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を測定するとき、開閉部材を開状態にする。この開閉部材を開状態にすると、熱処理された被熱処理物Wから発生した高圧下にある高温の昇華ガスEが接続管7に流入する。熱処理室110内で発生した昇華ガスEは、例えば220〜230℃のガスであるが、接続管7内に流入した際に冷却されて200℃以下になると、昇華ガスEから昇華物Sが析出し、接続管7内で付着するおそれがある。昇華物Eが接続管7内で付着してしまうと、昇華物導入室3内で安定した昇華物析出量を得ることができないので、正確な昇華物量を昇華物量測定手段13によって測定することはできない。
The sublimation
そこで、接続管7内における昇華物Sの付着を防止するために、接続管7には、該接続管7内を流れる昇華ガスEの温度が少なくとも200℃以下に低下しないように接続管7を保温する接続管保温手段9が設けられている。接続管保温手段9は、例えばヒータを接続管7の周囲に配置したり、断熱材を接続管7に被覆することで構成される。また、熱処理室110の昇華ガス導出管114にも、接続管保温手段9と同様の目的で保温手段115が設けられている。
Therefore, in order to prevent the sublimation S from adhering in the
昇華ガス導入室3における上流側の壁部3aには、接続管7に加え、ガス導入手段10に連通接続された送ガス管11が接続されている。この送ガス管11を介して、ガス導入手段10からのガスGが昇華ガス導入室3内に導入される。このガスGは、熱処理室110から昇華ガス導入室3内に高圧下で導入される昇華ガスEと等しい圧力、またはそれ以上の圧力で昇華ガス導入室3内に導入される。
In addition to the
また、送ガス管11は、該送ガス管11を通るガスGが、昇華ガス導入室3の空間の中央部を占める領域C(図2)付近を流れるように昇華ガス導入室3に接続されており、接続管7も、送ガス管11と同様に、該接続管7を通る昇華ガスEが昇華ガス導入室3の空間の中央領域Cを流れるように昇華ガス導入室3に接続されている。このように、接続管7および送ガス管11を昇華ガス導入室3に接続することで、昇華ガスEおよびガスGが、昇華ガス導入室3の空間の中央領域C付近で互いに接触して流れるように設定されている。
The
ガスGは、例えば、外気であり、ガス導入手段10は、例えば送風機である。ガスGは、外気に限らず、220〜230℃の昇華ガスEを昇華ガス導入室3内で150〜180℃にまで冷却して昇華ガスEから昇華物Sを析出させることが可能なガスであればよい。
The gas G is, for example, outside air, and the
昇華ガス導入室3における下流側の壁部3aには、昇華物Sが昇華ガス導入室3から昇華物量測定手段13へ導出される昇華物導出部3bが設けられており、この昇華物導出部3bの導出口3cには、連結用フランジ15が設けられている。
The
また、昇華ガス導入室3の壁部3aには保温手段43が設けられている。この保温手段43は、昇華ガス導入室3の壁部3aの内面に、昇華ガスEから析出した昇華物Sが付着することを防止するために、前記壁部3aを保温するものである。昇華ガス導入室3が、円形断面を有する円筒状の管状部材である場合、保温手段43は、管状部材の周壁に設けられる。昇華ガス導入室3の壁部(周壁)3aは大気と接触している部分であるため、昇華ガスEが前記壁部(周壁)3aの内面と接触すると、冷却され、析出した昇華物Sが前記壁部3aの内面に付着するおそれがあるが、保温手段43によって、昇華物Sの付着を防止できる。これにより、昇華ガス導入室3内において昇華物Sの析出が安定する。保温手段43は、例えばヒータを昇華ガス導入室3の壁部3aの周囲に配置したり、断熱材を昇華ガス導入室3の壁部3aに被覆することで構成される。なお、保温手段43は省略してもよい。
A heat retaining means 43 is provided on the
昇華物量測定手段13は、昇華ガス導入室3の昇華物導出部3bから導出された昇華物Sが導入される昇華物導入部13aを有しており、この昇華物導入部13aの導入口13bには、連結用フランジ16が設けられている。昇華物量測定手段13の内部には、昇華物導入部13aから導入された昇華物Sが流れる昇華物流路17が形成されており、測定部18によって昇華物流路17を流れる昇華物Sの量が測定される。測定部18によって測定された昇華物Sは、ガスGと共に昇華物排出口13cから外部に排出される。
The sublimate amount measuring means 13 has a
昇華物量測定手段13の測定部18は、昇華物Sの量を測定することが可能なものであればよく、種々の公知の測定方法を採用でき、例えばパーティクルカウンタを採用している。パーティクルカウンタを用いれば、昇華物Sの粒子数をカウントするのみで、熱処理室110内で発生した昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を容易に推定できる。
The measuring
また、昇華物量測定手段13の昇華物排出口13cには、昇華ガスEの流量を測定する流量計47が接続されている。昇華物量の測定を開始する前に昇華ガスEのみを昇華ガス導入室3に導入すれば、昇華ガス導入室3内から昇華物流路17に流れ込み、昇華物排出口13cから流出する昇華ガスEの流量を測定することができるので、昇華物量測定装置1Aが、析出した昇華物Sを安定して検出かつ測定できるように昇華ガスEの流量を制御できる。流量計47は省略してもよい。
Further, a
昇華ガス導入室3の昇華物導出部3bの連結用フランジ15と、昇華物量測定手段13の昇華物導入部13aの連結用フランジ16とを、ボルトおよびナット等の締結手段で連結すると、昇華ガス導入室3と昇華物量測定手段13とは互いに連通接続される。このように、昇華ガス導入室3と昇華物量測定手段13とが連通接続されることで、昇華ガス導入室3内で析出した昇華物Sが昇華物流路17に流れ込むので、昇華物量測定手段13によって昇華物Sの量が測定可能となる。なお、昇華物量測定手段13は、図示は省略するが、ボルトを、連結用フランジ16に穿孔された貫通孔に通し、昇華ガス導入室3の壁部3aに形成されたボルト孔に螺入することにより、昇華ガス導入室3に直接取り付けてもよい。
When the
以下、図1および図2を参照して昇華物測定装置1Aの動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
熱処理装置100の熱処理室110内で被熱処理物Wを熱処理すると、被熱処理物Wから昇華ガスEが発生する。熱処理室110の開閉部材を開状態にすると、熱処理室110内で高圧下にある昇華ガスEが、矢印で示すように、昇華ガス導出管114の導出口114aを介して接続管7内に流入する。接続管7は接続管保温手段9により保温されているので、接続管7内で昇華ガスEから昇華物Sが析出することなく、昇華ガスEは220〜230℃の温度に維持された状態で接続管7内を流れる。なお、熱処理室110内で発生した昇華ガスEは、大気圧よりは高圧下にあるので、ブロワ等によって昇華ガス導入室3内に吸引する必要はない。なお、熱処理装置100の構成によっては、熱処理室110内で発生した昇華ガスEを、ブロワ等によって昇華ガス導入室3内に吸引する、またはファン等によって昇華ガス導入室3内に送出する必要がある。
When the heat treatment object W is heat-treated in the
接続管7内に流入した昇華ガスEは、図2に示すように、昇華ガス導入室3内に導入され、ガス導入手段10によって送ガス管11を通して昇華ガス導入室3内に導入された矢印で示すガスGと、昇華ガス導入室3の空間における一点鎖線で示す中央領域C付近で接触して冷却される。このとき、昇華ガスEはガスGによって220〜230℃から150〜180℃にまで冷却され、その結果、昇華ガスEから昇華物Sが析出する。析出した昇華物Sは、矢印で示すように、ガスGの流れに乗り、昇華物/ガス流れとなって昇華物導出部3bの昇華物導出口3cを介して昇華物量測定手段13の昇華物流路17に運ばれる。そして、昇華物量測定手段13の測定部18において、析出した昇華物Sの量が測定され、その測定値に基づき、熱処理室110内で発生した昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を推定する。
As shown in FIG. 2, the sublimation gas E that has flowed into the
上述のように、第1実施形態に係る昇華物測定装置1Aは、熱処理室110内で発生した昇華ガスEを、昇華ガスEの温度が維持された状態で昇華ガス導入室3に導入できるので、昇華ガスEが大気に曝されることを防止でき、つまり前記昇華ガスEが大気によって冷却されて、昇華物測定装置1Aの外部で昇華ガスEから昇華物Sが析出することを防止できる。これに加え、前記昇華ガスEは、昇華ガス導入室3内の中央領域C付近で昇華ガスEよりも低温のガスGと接触して冷却されるので、昇華物量測定手段13によって測定するのに十分な量の昇華物Sを昇華ガス導入室3内で前記昇華ガスEから安定して析出させることができる。その結果、昇華物量測定手段13によって測定された昇華物量に基づき、熱処理室110内で発生した昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を正確に推定することが可能である。
As described above, the
また、昇華物測定装置1Aにおいて、昇華ガス導入室3は、昇華物量測定手段13とフランジ15,16によって連結されているが、このフランジ連結を解除することで、長時間の使用により昇華ガス導入室3の壁部3aの内面に昇華物Sが付着し堆積した場合、汚れた昇華ガス導入室3を、新しい昇華ガス導入室3と交換することができるので、清掃作業に伴う時間のロスを回避することができる。
Further, in the
(実施形態2)
図3は、本発明の第2実施形態に係る昇華物測定装置1Bの概略構成図であり、熱処理装置100の熱処理室110に連通接続された状態を示している。なお、図1の昇華物測定装置1Aと同一構成部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the sublimation
この昇華物測定装置1Bでは、図1に示す昇華物測定装置1Aで用いられる接続管7を省略し、代わりに、昇華ガス導入室3を熱処理室110に直接連通接続が可能なものとしており、昇華ガス導入室3を、その上流側部分が熱処理装置100の熱処理室110内に位置するように熱処理装置100に直接取り付けている。
In this
熱処理装置100の熱処理室110には、熱処理室110の断熱壁112を貫通する貫通部118が形成されており、この貫通部118は、昇華ガス導入室3における上流側部分の壁部3aの形状に対応する形状を有している。この貫通部118に、昇華ガス導入室3の上流側部分が熱処理室110内に位置するように挿通される。前記貫通部118は、昇華ガス導入室3における上流側部分の壁部の形状が、例えば円筒状であれば、円形の貫通孔である。
In the
熱処理室110内に挿通された昇華ガス導入室3を熱処理室110に固定する方法として、例えば、昇華ガス導入室3における上流側部分の壁部3aにフランジ20を設け、ボルト21を、フランジ20に穿孔された貫通孔20a(図4)に通し、フランジ20の貫通孔20aに対応する位置で熱処理室110の断熱壁112に形成されたボルト孔120(図4)に螺入することにより、昇華ガス導入室3を熱処理装置100に気密に固定する。
As a method for fixing the sublimation
このように昇華ガス導入室3を熱処理室110に固定することで、昇華ガス導入室3は熱処理室110と連通可能な状態となる。昇華ガス導入室3における、熱処理室110内に位置する上流側部分の壁部3aには、昇華ガス導入口3dが形成されており、この昇華ガス導入口3dを介して、熱処理室110内で発生した昇華ガスEが昇華ガス導入室3内に導入される。
By fixing the sublimation
昇華物測定装置1Bのガス導入手段10は、昇華ガス導入室3に連通接続されてガスGを昇華ガス導入室3内に導入するガス導入管23を有しており、このガス導入管23は、昇華ガス導入室3の壁部3aを貫通するとともに途中で折れ曲がって、昇華ガス導入室3内をガス流れの方向に延在している。このガス導入管23のガス流出端部24は、図4に示すように、熱処理室110から昇華ガス導入室3内に直接導入された昇華ガスEの流れのほぼ中央に配置されており、ガス流出端部24のガス流出口24aは、昇華ガス流れの方向に向いている。
The gas introduction means 10 of the
昇華ガス導入室3の下流側部分に設けられた昇華物導出部3bの昇華物導出口3cは、図4に示すように、ガス導入管23のガス流出口24aからガスGが流れる方向に延長した一点鎖線で示す線L上でガス流出口24aと対向するように配置されている。
As shown in FIG. 4, the
昇華物量測定手段13の昇華物排出口13cには、ガスGによって運ばれる昇華物Sを捕集するフィルタ48が設けられている。ガスGのみがフィルタ48を通過して外部に排出される。フィルタ48によって捕集した昇華物Sの成分を分析できるので、昇華物量の測定結果と併用すれば、昇華ガス発生防止の対策をさらに向上することができる。フィルタ48は省略してもよい。
A
以下、図3および図4を参照して昇華物測定装置の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the sublimate measuring apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
熱処理装置100の熱処理室110内で被熱処理物Wを熱処理すると、被熱処理物Wから昇華ガスEが発生する。熱処理室110内で高圧下にある昇華ガスEは、昇華ガス導入口3dを介して昇華ガス導入室3内に220〜230℃の温度で直接流入する。
When the heat treatment object W is heat-treated in the
昇華ガス導入室3内に流入した昇華ガスEは、昇華ガス導入室3内において、昇華ガス流れのほぼ中央に配置されたガス導入管23のガス流出口24aから昇華ガス導入室3内に導入されたガスGの周囲を流れながらガスGと、前記線L上に位置する破線で示す接触領域Xにおいて接触して冷却される。このとき、昇華ガスEは、昇華ガス流れのほぼ中央を流れるガスGによって220〜230℃から150〜180℃にまで冷却され、その結果、主として昇華ガスEの流路の中央付近で昇華物Sが析出する。析出した昇華物Sは、矢印で示すように、昇華ガスEのほぼ中央を流れるガスGの流れに乗り、昇華物/ガス流れとなって、ガス導入管23のガス流出口24aに対して対向配置された昇華物導出口3cを介して昇華物量測定手段13の昇華物流路17に運ばれる。そして、昇華物量測定手段13の測定部18において、析出した昇華物Sの量が測定され、その測定値に基づき、熱処理室110内で発生した昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を推定する。
The sublimation gas E that has flowed into the sublimation
ガス導入管23、または少なくともガス導入管23における昇華ガス導入室3内に延在する部分は、保温部材26、例えば断熱材で被覆されている。ガス導入管23は、昇華ガスEよりも低温のガスGが流れるため、昇華ガスEが、ガス導入管23から流出したガスGと接触して冷却される前に、ガス導入管23自体に接触して冷却され、析出した昇華物Sがガス導入管23に付着するおそれがあるが、保温部材26をガス導入管23に被覆することで、昇華物Sの付着を防止できる。
The
この第2実施形態において、ガスGが昇華ガス流れのほぼ中央を流れるとは、昇華ガス導入室3が、例えば円形断面を有する円筒状の管状部材からなるものである場合、管状部材の一端(上流側)から他端(下流側)にかけて延びる軸心上に、ガス導入管23のガス流出口24aを配置し、そのガス流出口24aから流出したガスGが前記軸心に沿って流れ、そのガス流れの周囲を昇華ガスEが前記一端から他端に向かって流れるように設定された構成のことをいう。この場合、前記軸心は前記線Lに合致する。言うまでもないが、昇華ガス導入室3の形状、特に昇華ガス導入室3の空間の形状は、ガスが昇華ガス流れのほぼ中央を流れることが可能な形状とされている限り、特に限定されない。
In the second embodiment, the fact that the gas G flows substantially in the center of the sublimation gas flow means that when the sublimation
上述のように、第2実施形態に係る昇華物測定装置1Bは、第1実施形態に係る昇華物測定装置1Aにおいて用いられている接続管7を省略し、昇華ガス導入室3を熱処理室110に直接連通接続しているので、昇華ガスEを大気に曝すことなく温度維持された状態で熱処理室110から昇華ガス導入室3内に直接導入することができると共に、昇華物測定装置1Bの構成を簡略化できる。
As described above, the sublimation
また、昇華物測定装置1Bでは、ガス導入管23のガス流出口24aから流出したガスGが、昇華ガスEの流れの方向に沿って昇華ガス流れのほぼ中央を流れるように設定されているので、昇華ガスEを効率良く冷却して十分な昇華物析出量を安定して得ることができる。
Further, in the sublimation
さらに、昇華物測定装置1Bでは、ガス導入管23のガス流出口24aと昇華ガス導入室3の昇華物導出口3cとを同一の線L上で対向配置しているので、冷却された昇華ガスEから析出した昇華物Sを、ガスGの流れに乗せて昇華物導出口3cに向かって円滑に流すことができる。このため、昇華物Sは、昇華ガス導入室3内に滞留し難くなるので、昇華物導出口3cを介して昇華物量測定手段13に運ばれる。その結果、昇華物量測定手段13により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室110内の昇華物量の正確な推定が可能となる。その他の構成、作用、効果は第1実施形態と同じである。
Further, in the
(実施形態3)
図5は、本発明の第3実施形態に係る昇華物測定装置1Cの概略構成図であり、熱処理装置100の熱処理室110に連通接続された状態を示している。なお、図1の第1実施形態に係る昇華物測定装置1Aと同一構成部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a sublimation
昇華物測定装置1Cは、昇華ガス導入室3における上流側部分に、ガス導入手段10に連通接続された送ガス管12を有している。この送ガス管12を介して、ガス導入手段10からのガスGが昇華ガス導入室3内に導入され、昇華ガス導入室3内において上流側から下流側に向かって流れる。
The
また、昇華物測定装置1Cは、昇華ガス導入室3に連通接続される一方、昇華ガスEを熱処理室110から昇華ガス導入室3内に導入可能な昇華ガス導入管28を有している。この昇華ガス導入管28は、熱処理室110から昇華ガスEが導入される昇華ガス導入端部29を有しており、昇華ガス導入端部29の昇華ガス導入口29aには、連結用フランジ32が設けられている。この昇華ガス導入管28の連結用フランジ32と、熱処理室110の昇華ガス導出管114の連結用フランジ116とを、ボルトおよびナット等の締結手段で連結すると、昇華ガス導入管28が熱処理室110に連通接続される。このように、昇華ガス導入管28と熱処理室110とが連通接続されることで、熱処理室110内で発生した昇華ガスEが昇華ガス導入管28を通って昇華ガス導入室3内に導入可能となる。
The
昇華ガス導入管28は、昇華ガス導入端部29に加え、昇華ガス導入室3の壁部3aを貫通して昇華ガス導入室3内に延在する昇華ガス導出端部30を有しており、この昇華ガス導出端部30には、昇華ガスEが昇華ガス導入室3内に導入される昇華ガス導出口30aが形成されている。
In addition to the sublimation
昇華ガス導入管28の昇華ガス導出端部30は、図6に示すように、ガス導入手段10によって送ガス管12を介して昇華ガス導入室3内に導入されて上流側から下流側に向かって流れるガスGの流れのほぼ中央に配置されており、昇華ガス導出端部30の昇華ガス導出口30aは、ガス流れの方向に向いている。
As shown in FIG. 6, the sublimation gas outlet end 30 of the sublimation
昇華ガス導入室3の下流側部分に設けられた昇華物導出部3bの昇華物導出口3cは、図6に示すように、昇華ガス導入管28の昇華ガス導出口30aから昇華ガスEが流れる方向に延長した線R上で昇華ガス導出口30aと対向するように配置されている。
As shown in FIG. 6, the sublimation gas E flows from the
以下、図5および図6を参照して昇華物測定装置の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the sublimate measuring apparatus will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
昇華ガス導入室3内に流入した昇華ガスEは、ガス導入手段10により送ガス管12を介して昇華ガス導入室3内に導入された矢印で示すガスGの流れのほぼ中央を流れながら、前記線R上に位置する破線で示す接触領域YにおいてガスGと接触して冷却される。これにより、主としてガスGの流れの中央で昇華ガスEから昇華物Sが析出する。このため、昇華ガス導入室3の壁部3aの内面に昇華物Sが付着し難い。
The sublimation gas E that has flowed into the sublimation
析出した昇華物Sは、矢印で示すように、昇華ガスEの周囲を流れるガスGの流れに乗り、昇華物/ガス流れとなって、昇華ガス導入管28の昇華ガス導出口30aに対して対向配置された昇華物導出口3cを介して昇華物量測定手段13の昇華物流路17に運ばれる。そして、昇華物量測定手段13の測定部18において、析出した昇華物Sの量が測定され、その測定値に基づき、熱処理室110内で発生した昇華ガスEに含有される昇華物Sの量を推定する。
The deposited sublimate S, as indicated by the arrow, rides on the flow of gas G flowing around the sublimation gas E, becomes a sublimate / gas flow, and flows into the
第3実施形態において、昇華ガス導入管28は、図6に示すように、例えば断熱材31で被覆されている。ガスGは、昇華ガス導入室3内において、昇華ガスEが流れる昇華ガス導入管28と接触しながら流れるので、昇華ガス導入管28内を流れる昇華ガスEが昇華ガス導入管28を通して冷却され、析出した昇華物Sが、昇華ガス導入管28における昇華ガス導入室3内に延在する部分の内部で付着するおそれがあるが、断熱材31を昇華ガス導入管28に被覆することで、昇華物Sの析出および付着を防止できる。
In the third embodiment, the sublimation
また、昇華ガス導入管28における昇華ガス導入室3外に延在する部分も、断熱材31で被覆されているので、昇華ガスEは、大気によって冷却されることなく、したがって、昇華ガスEから昇華物Sが析出して付着することなく、昇華ガス導入室3内に導入される。断熱材31の代わりに、昇華ガス導入管28における昇華ガス導入室3外に延在する部分には、ヒータをその周囲に配置してもよい。
Further, the portion of the sublimation
第3実施形態において、昇華ガスEがガス流れのほぼ中央を流れるとは、昇華ガス導入室3が、例えば円形断面を有する円筒状の管状部材からなるものである場合、昇華ガス導入管28を、管状部材の周壁を貫通して昇華ガス導入室3内に延在させ、昇華ガス導入管28の昇華ガス導出口30aを、管状部材の一端(上流側)から他端(下流側)にかけて延びる軸心上に配置し、その昇華ガス導出口30aから流出した昇華ガスEが前記軸心に沿って流れ、その昇華ガス流れの周囲をガスGが前記一端から他端に向かって流れるように設定された構成のことをいう。この場合、前記軸心は前記線Rに合致する。言うまでもないが、昇華ガス導入室3の形状、特に昇華ガス導入室3の空間の形状は、昇華ガスがガス流れのほぼ中央を流れることが可能な形状とされている限り、特に限定されない。
In the third embodiment, the fact that the sublimation gas E flows substantially in the center of the gas flow means that when the sublimation
上述のように、第3実施形態に係る昇華物測定装置1Cでは、昇華ガス導入管28の昇華ガス導出口30aから導出された昇華ガスEは、ガス流れの方向に沿ってガス流れのほぼ中央を流れるように設定されているので、昇華ガスEを効率良く冷却して十分な昇華物析出量を安定して得ることができる。このため、昇華物量測定手段13により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室110内の昇華物量の正確な推定が可能となる。また、析出した昇華物Sは、昇華ガスEの周囲を流れるガスGの流れに遮られて昇華ガス導入室3の壁部3aの内面に付着し難くなる。
As described above, in the sublimate measuring device 1C according to the third embodiment, the sublimation gas E led out from the
また、昇華ガス導出管28の昇華ガス導出口30aと昇華物導出口3cとを同一の線R上で対向配置しているので、冷却された昇華ガスEから析出した昇華物Sは、ガス流れに乗って昇華物導出口3cに向かって流れ易くなる。このため、昇華物Sは、昇華ガス導入室3内に滞留し難くなるので、昇華物導出口3cを介して昇華物量測定手段13に運ばれる。その結果、昇華物量測定手段13により昇華物量を正確に測定できるので、熱処理室110内の昇華物量の正確な推定が可能となる。
Further, since the
(実施形態4)
第1〜第3実施形態で採用しているパーティクルカウンタに代えて、昇華物Sを透過した光の減衰量に基づき昇華物量を測定することもできる。図7は、その一例を示す昇華物量測定手段13の測定部18の概略構成図である。昇華物量測定手段13の測定部18は、図示しない光源からの光Fを昇華物流路17に投光する投光素子33と、昇華物流路17を流れる昇華物Sを前記光Fで照射するための照射エリア部35と、投光素子33から照射エリア部35に投光された光Fを受光する受光素子37とを有している。
(Embodiment 4)
Instead of the particle counter employed in the first to third embodiments, the amount of sublimation can be measured based on the attenuation of light transmitted through the sublimation S. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the measuring
以下に、測定方法を説明する。まず、測定部18の投光素子33から昇華物流路17に対して光Fを照射する。昇華物Sが照射エリア部35において光Fの光路を横切ると、光Fは、その一部が昇華物Sによって吸収されたり、昇華物S上で反射されるが、昇華物Sを透過した光T、つまり減衰された光Tは受光素子37によって検知される。つづいて、受光素子37に接続された図示しない処理回路等によって、検出された透過光Tの強度に応じた電気信号が出力され、光Tの減衰量に基づき昇華物Sの濃度が決定される。この測定方法によれば、昇華物Sの粒子数をカウントしなくても昇華物Sによって減衰された光Tの量を測定するのみで、熱処理室110内の昇華物量を容易に推定できる。
The measurement method will be described below. First, the light F is irradiated from the
また、図7に示す測定方法の変形例として、反射ミラーを照射エリア部35に設け、投光素子33によって照射エリア部35に投光された光Fを反射ミラーで反射させ、反射した光を受光素子37によって受光する構成としてもよい。反射ミラーを用いれば、照射エリア部35において光Fは昇華物Sによって2度減衰されるので、光Fの減衰量を大きくできる。これにより、昇華物量を正確に測定できる。この構成は、特に昇華物Sの濃度が低い場合に有利である。
As a modification of the measurement method shown in FIG. 7, a reflection mirror is provided in the
(実施形態5)
第1〜第3実施形態の昇華物測定装置1A〜1Cは、上述した構成に加え、昇華ガスEを、昇華ガス導入室3内においてガス導入手段10からのガスGと効率良く接触させて冷却するために、図8に示すように、昇華ガス導入室3の壁部3aの上流側に整流部材39を備えていてもよい。この整流部材39は、例えば、図3の第2実施形態に係る昇華物測定装置1Bの昇華ガス導入室3の壁部3aの上流側に取り付けられる。整流部材39は、図4に示す前記線Lと平行に、かつ互いに所定の間隔をあけて配置された複数の整流板41を有している。
(Embodiment 5)
In addition to the above-described configuration, the
熱処理室110内で発生した昇華ガスEは、整流部材39の流入口39aから整流部材39内に流入し、矢印Mで示すように、整流板41によって前記線Lに対して平行に流れるように整流される。整流となった昇華ガスEの流れMは、流出口39bから昇華ガス導入室3の昇華ガス導入口3dを介して昇華ガス導入室3内に流入し、ガス導入手段10からのガスGの流れと効率良く接触して冷却される。これにより、昇華ガス導入室3内での昇華物析出量が安定するため、熱処理室110内の昇華物量の推定を昇華物量測定手段13によってさらに正確に行うことができる。また、整流部材39を用いる場合、昇華ガス導入室3の断面形状を、整流部材39の流出口39bの断面形状とほぼ同一とするのがよい。これにより、整流された昇華ガスMは昇華ガス導入室3内を円滑に流れ、昇華物Sが昇華ガス導入室3内で滞留し難くなる。
The sublimation gas E generated in the
(実施形態6)
第1〜第3実施形態において、昇華物量測定手段13は、その昇華物流路17に着脱自在な透明管45が挿入される構成としてもよい。図9は、昇華物流路17に透明管45を昇華物排出口13c側から挿入した状態を示している。昇華物Sが流れる昇華物流路17に透明管45を挿入することで、昇華物Sが昇華物流路17に付着して堆積することが防止できると共に、長時間の使用により透明管45の内壁面45aに昇華物Sが付着して堆積した場合、汚れた透明管45を、新しい透明管45と交換することができるので、清掃作業に伴う時間のロスを回避することができる。しかも、透明な管を用いているので、昇華物Sを測定するために昇華物流路17に照射される光Fを遮ることはないので、昇華物量の測定を支障なく行うことができる。この透明管45は、例えばガラス管である。
(Embodiment 6)
In the first to third embodiments, the sublimate amount measuring means 13 may be configured such that a detachable
1A〜1C 昇華物測定装置
3 昇華ガス導入室
7 接続管
10 ガス導入手段
11 送ガス管
13 昇華物量測定手段
100 熱処理装置
110 熱処理室
E 昇華ガス
G ガス
S 昇華物
1A to 1C
Claims (17)
前記熱処理室内で発生した前記昇華ガスの温度が維持された状態で前記昇華ガスを導入可能な昇華ガス導入室と、
前記昇華ガス導入室内で前記昇華ガスから昇華物が析出するように、前記昇華ガス導入室内に前記昇華ガスよりも低温のガスを導入するガス導入手段と、
前記昇華ガス導入室の下流側に設けられて、前記析出した昇華物の量を測定する昇華物量測定手段と、
を備えた昇華物測定装置。 A sublimation measuring device for measuring the amount of sublimation contained in a sublimation gas generated from the heat treated material when heat treating the material to be treated contained in the heat treatment chamber,
A sublimation gas introduction chamber capable of introducing the sublimation gas in a state where the temperature of the sublimation gas generated in the heat treatment chamber is maintained;
A gas introduction means for introducing a gas having a temperature lower than that of the sublimation gas into the sublimation gas introduction chamber so that a sublimate is precipitated from the sublimation gas in the sublimation gas introduction chamber;
A sublimate amount measuring means provided on the downstream side of the sublimation gas introduction chamber and measuring the amount of the deposited sublimate;
Sublimation measuring device equipped with.
前記昇華ガスから前記昇華物が前記接続管内で析出しないように前記接続管を保温する接続管保温手段と、
を備えた昇華物測定装置。 In claim 1, further connected to the sublimation gas introduction chamber, while the connection pipe capable of introducing the sublimation gas in the heat treatment chamber into the sublimation gas introduction chamber,
Connection pipe heat retaining means for keeping the connection pipe warm so that the sublimate from the sublimation gas does not precipitate in the connection pipe;
Sublimation measuring device equipped with.
前記昇華ガス導入管は、前記ガス導入手段によって前記昇華ガス導入室内に導入された前記ガスの流れのほぼ中央に配置されて前記ガス流れの方向に向く昇華ガス導出口を有している昇華物測定装置。 In Claim 1, further comprising a sublimation gas introduction pipe that is connected to the sublimation gas introduction chamber and capable of introducing the sublimation gas from the heat treatment chamber into the sublimation gas introduction chamber.
The sublimation gas introduction pipe has a sublimation gas outlet arranged in substantially the center of the gas flow introduced into the sublimation gas introduction chamber by the gas introduction means and directed in the gas flow direction. measuring device.
Priority Applications (1)
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JP2007249176A JP2009079827A (en) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Sublimate measuring device of heat treatment device |
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JP7414205B2 (en) | 2022-07-28 | 2024-01-16 | 島津産機システムズ株式会社 | heat treatment equipment |
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- 2007-09-26 JP JP2007249176A patent/JP2009079827A/en active Pending
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