JP4451259B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板等の被加熱物を熱風によって熱処理する熱処理装置に関する。

従来より、下記特許文献１に開示されているような熱処理装置が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display）、有機ＥＬディスプレイ等のようなフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel display）の製作に使用されている。熱処理装置の多くは、加熱室内に下記特許文献２に開示されているような積載装置が配された構造を有する。積載装置は、上下方向に複数の基板受けによって構成される積載段が上下方向に複数設けられた籠状の形状を有する。熱処理装置は、予めガラス板等の基板（被加熱物）に対して特定の溶液を塗布して加熱乾燥させたものをロボットハンドを用いて積載段の間隔に出し入れし、加熱室内に導入される所定の温度の熱風に晒して熱処理（焼成）する装置である。

基板の換装を行うために使用されるロボットハンドは、基板の重量によって撓みを生じる。従って、従来技術の熱処理装置の大部分は、ロボットハンドの撓みを見越して基板を載置する積載段同士の間隔を拡げた構成とされている。

また、従来技術の熱処理装置には、下記特許文献２に開示されているような積載装置を採用したものがある。下記特許文献２に開示されている積載装置は、基板の両端部を支持可能な複数の支持部材を所定の平面上に複数配することにより基板を積載するための積載段が形成されたものであり、この積載段が一定のピッチで多段に形成されたものである。特許文献２に開示されている積載装置において採用されているロボットハンドは、進退方向に延伸する本体板と、本体板から横方向に張り出した張出部とを有する。そのため、特許文献２に開示されている積載装置では、ロボットハンドや基板の撓みが比較的小さい。
特許第２９７１７７１号公報 特開２００４−２６４２６号公報

近年、フラットパネルディスプレイの大型化に伴い、被加熱物たる基板がさらに大型化する傾向にある。そのため、例えば上記特許文献２に開示されているような構成とした場合であっても基板の重量に伴うロボットハンドの撓みが大きくなったり、ロボットハンドの厚みを厚くせざるを得ない傾向にある。従って、従来技術の熱処理装置では、ロボットハンドの撓みや厚みを見越して積載段同士の間隔を大きく取らねばならず、熱処理装置が大型化してしまうという問題がある。

通常、フラットパネルディスプレイ等の製造は、クリーンルーム内で行われる。そのため、熱処理装置が大型化すると、クリーンルームの高さも高くする必要が生じたり、既存のクリーンルームに設置できない可能性がある。一方、既存のクリーンルーム等にも設置可能な程度に熱処理装置を小型化すべく、積載段の段数を少なくし、積載段同士の間隔を拡くとる構成とすると、熱処理装置の熱処理効率が低下してしまうという問題がある。また、このようにして熱処理装置を小型化しつつ、熱処理効率を維持しようとすると、クリーンルーム内に熱処理装置を複数配する必要があり、装置の設置面積が増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、被加熱物が積載される積載段同士の間隔が狭く、高密度に被加熱物を積載して熱処理することが可能な熱処理装置の提供を目的とする。

上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段を上下方向に複数設けた積載手段と、昇降機構とを有し、前記積載手段は、前記積載段の表面側において被加熱物を支持する被加熱物支持体を有し、昇降機構は、開口を有する圧力調整室と、一端側が被加熱物支持体の下部に固定され、他端側が前記開口に固定された伸縮可能な筒体と、前記圧力調整室内の圧力を調整する圧力調整手段とを有し、当該圧力調整手段により圧力調整を行うことにより筒体を伸縮させ、被加熱物支持体を積載段本体の表面から上下方向に突出および退行させるものであることを特徴とする熱処理装置である。

かかる構成によれば、圧力調整手段によって圧力調整室内の圧力を調整することにより被加熱物支持体を上下動させることができ、被加熱物支持体を積載段本体の表面から進退させることができる。このため、本発明の熱処理装置は、被加熱物を出し入れするために使用されるロボットハンドのような移載手段を被加熱物支持体の伸縮可能な範囲内に移動させ、被加熱物支持体を進退させることにより積載段と前記した移載手段との間で被加熱物の受け渡しを行える。よって、上記した構成によれば、被加熱物の受け渡しに際して前記したロボットハンドのような移載手段を上下動させる必要がなく、積載段同士の間隔を最小限に抑制することができる。従って、本発明によれば、被加熱物の出し入れの対象となる所望の積載段と、この上方に隣接する積載段との間に形成されるスペースを有効利用でき、熱処理装置のコンパクト化に資することができる。

また、かかる構成によれば、圧力調整手段により圧力調整室内に作用する圧力を調整することにより積載段本体に接続された筒体を伸縮させ、被加熱物支持体を積載段本体に対して進退させることができる。従って、本発明によれば、積載段同士の間隔を有効利用でき、熱処理装置をより一層コンパクト化できる。

請求項２に記載の発明は、前記筒体の他端側が積載段本体に対して相対移動不可能なように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置である。

上記請求項２に記載の熱処理装置において、前記筒体の上端側が前記開口に固定され、筒体の下端側が前記開口よりも下方側の領域において上下方向に伸縮可能とされており、被加熱物支持体が筒体の内側に配され、筒体の下端側には、被加熱物支持体の下端側の部位が固定されたものであってもよい。（請求項３）

本発明の熱処理装置は、圧力調整手段によって圧力調整することにより筒体の下端側を下方に伸ばすと、被加熱物支持体が筒体の内側に引っ込み、被加熱物支持体の頂部を下方に退行させることができる。一方、圧力調整により筒体を縮めると、筒体の下端側が上方に持ち上がって被加熱物支持体が筒体の外側に突出し、被加熱物支持体の頂部を上方に突出させることができる。従って、本発明の熱処理装置は、被加熱物の出し入れにあわせて適宜圧力調整室内の圧力調整を行うことにより被加熱物支持体を進退させることができ、積載段同士の間隔を最小限に抑制することができる。

上記請求項３に記載の熱処理装置は、少なくとも筒体の外周面の一部又は全部を収容する圧力調整室を有する構成であってもよい。（請求項４）

かかる構成によれば、圧力調整手段による圧力調整室内における圧力調整を精度良く行え、被加熱物支持体を確実かつスムーズに進退させることができる。

また、請求項２に記載の熱処理装置において、前記筒体の下端側が前記開口に固定され、上端側が積載段本体に対して上下方向に伸縮可能とされており、筒体の上端側の位置に被加熱物支持体の下端側が固定されたものであり、被加熱物支持体が筒体の上端側から上方に向けて突出する構成とされていてもよい。（請求項５）

かかる構成とした場合についても、圧力調整手段によって圧力調整室内に作用する圧力を精度良く調整でき、被加熱物支持体の進退を確実かつスムーズに行うことができる。

本発明によれば、積載段同士の間隔を最小限に抑制しつつ、換装動作を行うべき部分の積載段同士の間隔を十分確保可能な熱処理装置を提供できる。

続いて、本発明の一実施形態である熱処理装置および積載装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の熱処理装置である。熱処理装置１は、金属製で箱形の本体ケース２の下方に機器収容部３が設けられており、その上方に基板処理部５が設けられた構成となっている。機器収容部３は、基板処理部５に電力を供給する電源装置（図示せず）や基板処理部５の動作を制御する制御装置（図示せず）等を内蔵している。

基板処理部５は、図１や図２に示すように正面側にロボットハンドＨ等の移載装置によって基板Ｗを出し入れするための換装口６を有し、背面側にメンテナンス時に使用する扉７が設けられている。換装口６には、エアシリンダー８の作動に連動して開閉するシャッター１０が装着されている。

基板処理部５は、図２や図３に示すように中心に熱処理室１２（加熱室）を有し、その周りを空気調整部１１が取り囲んだ構成とされている。空気調整部１１は、断熱材によって構成される周壁１３ａ〜１３ｄによって四方が包囲されている。空気調整部１１は、空気を所定温度に加熱して熱処理室１２内に吹き込むと共に、熱処理室１２から排出された空気を上流側に循環させるためのものである。

さらに具体的に説明すると、空気調整部１１は、図２や図３に示すように熱風供給手段１４、ダクト１７および機器室１８に大別される。熱風供給手段１４は、熱処理装置１の内部に導入された外気や、熱処理室１２の下流端から排出されてダクト１７を通って戻ってきた空気等を加熱し、熱処理室１２内に送り込むためのものであり、図示しない送風機や加熱器等を備えている。

ダクト１７は、熱処理室１２の下流端に連通し、熱処理室１２の外周に配された空気流路であり、熱処理室１２から排出された空気やガスを熱風供給手段１４に戻すものである。

熱処理室１２は、上流壁２０および仕切壁４１，４３によって囲まれた領域であり、内部に基板Ｗを載置するためのゴンドラ５５が配されている。仕切壁４１は、基板処理部５に設けられた換装口６に相当する位置に開口４７を有する。開口４７は、基板ＷおよびロボットハンドＨが出入りするのに最低限必要な大きさおよび形状とされている。開口４７は、開口４７の周囲を取り囲むように設けられた防護壁４９によってダクト１７から隔絶されると共に換装口６と連通している。そのため、ダクト１７内を流れるガスは、開口４７を介して熱処理室１２内に進入したり、換装口６を介して外部に漏出したりしない。一方、仕切壁４３は、扉７に相当する位置に固定されており、メンテナンス等を行う際に必要に応じて取り外し可能な構成とされている。

ゴンドラ５５は、図４に示すように、ゴンドラ枠７０に対して多数の積載段５６を上下方向に所定の間隔を開けて装着した構造とされている。ゴンドラ５５は、最下段を構成する積載段５６の下方に昇降装置８０が接続された構造とされており、昇降装置８０の動作に伴ってゴンドラ枠７０と一緒に積載段５６が上下方向に移動する構成とされている。

さらに具体的に説明すると、積載段５６は、図５に示すように、金属製の枠部材５７に対して複数（本実施形態では４本）の桟５８を一体化した構成とされている。枠部材５７は四隅がゴンドラ枠７０の支柱６９に対して固定されている。

図６に示すように、積載段５６には、金属製または樹脂製の支持体（被加熱物支持体）５０と、この支持体５０を昇降するための昇降機構５２とから構成される基板支持機構５３が内蔵されている。支持体５０は、積載段５６に搭載される基板Ｗに裏面側から当接して基板Ｗを支持するものである。支持体５０は、昇降機構５２が作動することにより積載段５６の表面側から進退する構成とされている。

さらに具体的に説明すると、支持体５０は、図６に示すように円形の底面５０ａと頂部５０ｂとを有する円錐形の突起である。基板支持機構５３は、直方体の空気室６０に対して空気を出し入れするための配管系統６１を接続し、この空気室６０の内部に支持体５０を接続した筒体６２を収容した構成とされている。支持体５０は、筒体６２の内側に収容された姿勢で底部５０ａを筒体６２の一端側（下端部６２ｂ）に溶接や接着等の適宜の手法で固定することにより筒体６２と一体化されている。筒体６２の開口径は、支持体５０の底面５０ａの外接円と略同一径であるため、両者の接続部分は密閉状態（気密状態）とされている。

筒体６２は、一般的にベローズ管や、蛇腹管、伸縮管と称されるような筒体である。筒体６２は、軸方向に作用する圧力を受けると容易に軸方向に伸縮可能であるが、軸方向に対して交差する方向への剛性が高い。そのため、筒体６２は、空気室６０内の気圧変動に伴って軸方向に伸縮する。

筒体６２は、他端側（上端部６２ａ）に径方向外側に向けて延出したフランジ６２ｃが形成されている。筒体６２は、空気室６０の天面６０ａに設けられた開口６３に空気室６０の上方から下端部６２ｂ側（底面５０ａ側）を先頭にしてフランジ６２ｃが天面６０ａに当接するまで差し込まれ、天面６０ａとフランジ６２ｃとが気密となるように固定されている。そのため、筒体６２は、下端部６２ｂ側が天面６０ａに対して略垂直下方、すなわち空気室６０の底面６０ｂ側に延伸した状態で空気室６０に対して装着されており、空気室６０が気密状態とされている。

図７に示すように、空気室６０の高さは積載段５６の枠部材５７の高さとほぼ同一であり、枠部材５７の内側にほぼ隙間なく納まる。枠部材５７には、支持体５０の取り付け位置に支持体５０が進退可能な開口５７ｃが形成されている。空気室６０は、天面６０ａ側に位置する筒体６２の上端部６２ａの開口部分と枠部材５７の開口５７ｃとの位置が合うように枠部材５７の内部に固定される。そのため、空気室６０を枠部材５７に組み込むと、空気室６０の天面６０ａや筒体６２の上端部６２ａ、支持体５０の頂部５０ｂは積載段５６の表面側に位置し、底面６０ｂや下端部６２ｂ、底面５０ａは積載段５６の裏面側に位置する。

配管系統６１は、枠部材５７内に配された昇降機構５２、並びに、積載段５６の外部に存在する気圧調整手段６５に接続されており、内部を清浄で湿度の低い空気が流れるものである。配管系統６１は、各昇降機構５２の空気室６０に接続されている。さらに具体的には、配管系統６１は、図９のように主系統６１ａと分岐系統６１ｂとに大別される。主系統６１ａは、機器収容部３内に収容されている気圧調整手段６５に接続され、昇降軸８１の内部に通され熱処理室１２側に導入されたものである。主系統６１ａには、各枠部材５７毎に配された分岐系統６１ｂが並列に接続されている。分岐系統６１ｂは、各枠部材５７の骨組みに沿って挿通されており、各空気室６０に接続されている。そのため、気圧調整手段６５を作動させることにより空気室６０内の気圧を昇降させ、筒体６２の下端部６２ｂ側に存在する支持体５０の底面５０ａに作用する圧力を変化させることができる。

図７（ａ）に示す状態で気圧調整手段６５を作動させることにより空気室６０の内圧を上昇させると、図７（ｂ）に示すように筒体６２は空気室６０の天面６０ａ側（上方）に向かう方向に縮む。これにより、筒体６２の内側に配されている支持体５０の頂部５０ｂが上端部６２ａの開口部分、すなわち積載段５６の表面側に形成された開口５７ｃから突出する。

一方、図７（ｂ）に示すように支持体５０が突出した状態で気圧調整手段６５によって空気室６０の内圧を低下させると、筒体６２の下端部６２ｂ側に固定されている支持体５０の底面５０ａが空気室６０の底面６０ｂ側に引き寄せられる。これにより、図７（ａ）のように支持体５０が下方に引き寄せられ、筒体６２が下方（底面６０ｂ側）に伸びる。これにより、支持体５０の頂部５０ｂは、積載段５６の裏面側（下方側）に引っ込み、筒体６２内に一部または全体が退入した状態となる。

枠部材５７は、図２や図３、図４に示すように熱処理室１２の内部に配されたゴンドラ枠７０に対して固定されている。ゴンドラ枠７０は、熱処理室１２の天面４５および底面４６に対して垂直な方向に立設された４本の支柱６９を有し、隣接する支柱６９，６９間を上梁部材７２，７３および下梁部材７５，７６で連結し、骨格構造を形成したものである。ゴンドラ枠７０は、支柱６９の下端が熱処理室１２の底面４６に対して水平に配された台座板７８に対して垂直に固定されている。すなわち、ゴンドラ枠７０は、底面が台座板７８によって構成されている。ゴンドラ枠７０は、側方（熱処理室１２内を流れる空気流の上流側および下流側の面）において隣接する支柱６９，６９間にたすき状に固定された複数の補強板（図示せず）によって補強され、撓みが防止されている。

ゴンドラ枠７０の底面を構成する台座板７８は、図４に示すように昇降装置８０の昇降軸８１に接続されている。昇降装置８０は、機器収容部３内に配されており、昇降軸８１を熱処理室１２の底面４６に設けられた開口（図示せず）を介して上下方向に伸縮させる機能を有する。台座板７８は、昇降軸８１の上下動に連動してゴンドラ枠７０に囲まれた領域内を熱処理室１２の底面４６に対して平行な姿勢を維持して上下動する。そのため、昇降装置８０の昇降軸８１を伸縮させることにより、ゴンドラ５５の積載段５６を上下方向に移動させることができる。

熱処理室１２には、雰囲気温度を計測するための温度センサ（図示せず）が設置されている。熱処理装置１は、温度センサの検知温度に応じて制御装置（図示せず）が熱風供給手段１４の動作をフィードバック制御する構成とされており、熱処理室１２内の温度が所定の焼成温度（本実施形態では２３０〜２５０℃）に調整される。

熱処理装置１は、熱処理室１２内に配されたゴンドラ５５の積載段５６に積載された基板Ｗを熱処理室１２内に導入された熱風に晒して基板Ｗを焼成するものである。熱処理装置１は、所定の積載段５６が換装口６の高さに到達した時点でゴンドラ５５が一定時間上下動を停止して基板Ｗの換装（出し入れ）を行い、基板Ｗの換装が完了するとゴンドラ５５が上下動を再開するタクトシステム（節動作業方式）を採用した構成とされている。本実施形態の熱処理装置１は、基板Ｗの換装時におけるゴンドラ５５の動作に特徴を有する。以下、基板Ｗの換装動作を中心として基板Ｗの焼成時における熱処理装置１の動作について説明する。

熱処理装置１は、熱処理の開始に先立ち、図示しない制御装置によって熱風供給手段１４を起動させ、熱処理室１２内の温度を所定の焼成温度に調整する。熱処理室１２内の雰囲気温度が所定の熱処理温度（本実施形態では２３０℃〜２５０℃）に達すると、熱処理装置１は、基板Ｗを焼成可能な状態となる。熱処理室１２の雰囲気温度が熱処理温度に達すると、ロボットハンドＨ等の移載装置に熱処理装置１の外部に配されている未焼成の基板Ｗが搭載される。

一方、熱処理装置１の制御装置は、機器収容部３内に配された昇降装置８０の昇降軸８１を上下動させ、基板Ｗを積載すべき積載段５６（以下、必要に応じて目的積載段５６ａと称す）がシャッター１０に隣接する位置に来るように位置調整を行う。ここで、支持体５０は、基板Ｗを搭載していない状態では図７（ａ）のように頂部５０ｂが枠部材５７の表面よりも僅かに突出した状態である。そのため、目的積載段５６ａとこの上方に隣接する位置に存在する積載段５６（以下、必要に応じて上方積載段５６ｂと称す）との間に基板Ｗを載せた状態のロボットハンドＨを差し込むのに十分なスペースが形成されている。

ゴンドラ５５の位置調整が完了すると、制御装置はシャッター１０を作動させ換装口６を開く。換装口６が開くと、図８（ａ）に矢印Ａで示すようにロボットハンドＨが換装口６から熱処理室１２内の所定の位置まで進入する。ロボットハンドＨが所定の位置に到達すると、制御手段は、気圧調整手段６５を作動させ、空気室６０内の気圧を上昇させる。これにより、筒体６２の下端部６２ｂ側に固定されている支持体５０の底面５０ａに筒体６２の軸方向上方側に向かう圧力が作用し、図７（ｂ）のように筒体６２が縮む。これにより、筒体６２の内側に収容されていた支持体５０が筒体６２から押し出され、頂部５０ｂが図８（ｂ）に矢印Ａで示すように枠部材５７の表面から突出し、基板Ｗを裏側から持ち上げる。

図８（ｂ）のように基板ＷがロボットハンドＨから浮き上がると、図８（ｃ）に矢印Ａで示すようにロボットハンドＨは換装口６から引き抜かれる。その後、目的積載段５６ａに設けられた支持体５０は、図８（ｄ）に矢印Ａで示すように枠部材５７の内側に引き込まれ、枠部材５７の表面から僅かに突出した姿勢を維持し、基板Ｗを支持する。

目的積載段５６ａへの基板Ｗの積載が完了すると、制御装置は、シャッター１０を作動させて換装口６を閉止する。その後、制御装置は、昇降装置８０を作動させてゴンドラ５５を上下動させ、上記したのと同様の手法で目的積載段５６ａの上方あるいは下方に存在する他の積載段５６に対して基板Ｗを搭載する。その間、支持体５０に支持された基板Ｗは、熱処理室１２内を流れる高温の空気に晒されて熱処理（焼成）される。

上記したようにして基板Ｗが目的積載段５６ａに搭載された後、所定の時間（焼成時間）が経過すると、制御装置は、基板Ｗを取り出すべくゴンドラ５５を上下動させ、目的積載段５６ａを換装口６に隣接する位置に戻す。また、制御装置は、気圧調整手段６５を作動させて空気室６０内の気圧を上昇させ、図８（ｄ）に矢印Ｂで示すように支持体５０を上方に持ち上げることにより、基板Ｗと枠部材５７の表面との間にロボットハンドＨが進入可能な空間を形成する。

目的積載段５６ａが換装口６に隣接する位置に戻り、支持体５０が上方に持ち上がると、制御手段は、シャッター１０を作動させて換装口６を開き、図８（ｃ）に矢印Ｂで示すように外部から支持体５０の頂部５０ｂよりも下方に形成された領域にロボットハンドＨを差し込む。

ロボットハンドＨが所定の位置まで差し込まれると、制御手段は、気圧調整手段６５を作動させ、空気室６０内の気圧を低下させる。これにより、図７（ｂ）のように縮んだ状態であった筒体６２が徐々に下方に向けて延伸し、やがて図７（ａ）のように筒体６２が下方に向けて伸び、この筒体６２の内側に支持体５０のほぼ全体が収容されたた状態となる。

上記したようにして支持体５０が徐々に下方に低下すると、これに支持されている基板Ｗも図８（ｂ）に矢印Ｂで示すように徐々に下方に移動する。これにより、基板Ｗは、予め下方に差し込まれているロボットハンドＨ上にゆっくりと移載される。このようにしてロボットハンドＨに基板Ｗが移載されると、図８（ａ）に矢印Ｂで示すようにロボットハンドＨが換装口６から抜き出される。その後、さらに別の基板Ｗを焼成する場合は、上記したのと同様の手順でこの目的積載段５６ａに基板Ｗが搭載され、熱処理（焼成）が継続される。

上記したように、本実施形態の熱処理装置１は、気圧調整手段６５によって筒体６２が収容された空気室６０内の気圧調整を行うことにより、支持体５０の底面に作用する圧力を調整して筒体６２を伸縮させ、支持体５０を積載段５６の枠部材５７の表面から上下方向に進退させることができる。そのため、熱処理装置１では、基板Ｗを出し入れする際にロボットハンドＨを支持体５０が上下動可能な高さの範囲内に差し込み、この状態で支持体５０を上下動させれば積載段５６とロボットハンドＨとの間で基板Ｗの受け渡しを行える。よって、本実施形態の熱処理装置１では、基板Ｗの抜き差しの際にロボットハンドＨを殆ど上下動させる必要がなく、その分だけ積載段５６同士の間隔を抑制し、このスペースを有効利用できる。従って、上記した熱処理装置１は、基板Ｗをゴンドラ５５に対して高密度に積載することができ、装置構成がコンパクトである。

上記実施形態において、基板支持機構５３を構成する空気室６０は、直方体状で中空の箱体であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円筒形等の他の形状としてもよい。また、空気室６０は、筒体６２の伸縮を案内するために筒体６２が納まる別の筒体のような案内手段を配した構成としてもよい。

また、上記した熱処理装置１において採用されている基板支持機構５３は、図６に示すように筒体６２の上端部６２ａ側を空気室６０の天面６０ａ、すなわち積載段５６の表面側に固定し、下端部６２ｂ側が積載段５６の裏面側に向けて延伸可能な構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１０や図１１に示す基板支持機構１００のような構成を有するものであってもよい。

さらに具体的に説明すると、基板支持機構１００は、図１０に示すように支持体５０と昇降機構１０１とから構成されている。昇降機構１０１は、直方体状の空気室１０２を有し、この空気室１０２の天面１０２ａに筒体１０３を接続した構成とされている。空気室１０２には、上記実施形態の昇降機構５２と同様に、空気調整手段６５に接続された配管系統６１が接続されている。空気室１０２の天面１０２ａには、開口１０２ｃが設けられている。基板支持機構１００は、開口１０２ｃと枠部材５７の表面側に設けられた開口５７ｃとの水平位置が合致するように位置合わせされ、空気室１０２の底面１０２ｂを枠部材５７内の裏面側の位置に固定されている。

筒体１０３は、上記実施形態において採用されていた筒体６２と同様に一般的にベローズ管や蛇腹管、伸縮管と称されるようなものであり、軸方向に圧力が作用すると容易に伸縮できる。筒体１０３は、図１０や図１１に示すように軸方向が上下方向に向く姿勢で使用される。筒体１０３の上端部１０３ａ側には支持体５０が取り付けられている。支持体５０は、底面５０ａが筒体１０３の内側を向き、頂部５０ｂが筒体１０３の軸方向外側に向く姿勢とされて筒体１０３に気密状態となるように固定されている。そのため、筒体１０３は、上端部１０３ａ側が支持体５０によって閉塞された状態となっている。

筒体１０３の下端部１０３ｂ側には、筒体１０３の径方向外側に延出したフランジ１０３ｃが形成されている。筒体１０３は、図１０に示すようにフランジ１０３ａを天面１０２ａにろう付けや溶接、接着することにより、下端部１０３ｂ側が空気室１０２側を向き、空気室１０２の天面１０２ａから上方に向けてほぼ垂直上方に立ち上がる姿勢とされ、空気室１０２に対して気密となるように固定されている。これにより、筒体１０３の下端部１０３ｂ側の開口と空気室１０２（圧力調整室）の天面１０２ａに設けられた開口１０２ｃとを介して、空気室１０２と筒体１０３とが連通した状態とされている。

上記した基板支持機構５３と同様に、基板支持機構１００は、図１１に示すように積載段５６の枠部材５７に内蔵される。基板支持機構１００は、支持体５０が枠部材５７に形成された開口５７ｃに相当する位置に配されている。

基板支持機構１００は、気圧調整手段６５によって空気室１０２内を減圧すると、図１１（ａ）に示すように筒体１０３が空気室１０２側、すなわち積載段５６の裏側に向けて縮んだ状態となり、支持体５０の頂部５０ｂが枠部材５７の表面よりも下方に下がった状態、あるいは表面から僅かに突出した状態となる。一方、図１１（ａ）のように筒体１０３が縮んだ状態で気圧調整手段６５を作動させ、空気室１０２内の気圧を上昇させると、図１１（ｂ）のように筒体１０３が上方に向かって伸び、支持体５０が枠部材５７の表面に設けられた開口５７ｃから突出した状態になる。

基板支持機構１００は、上記した基板支持機構５３と同様に気圧調整手段６５を作動させて支持体５０の下方側の領域（すなわち、空気室１０２内）の気圧を調整することにより、支持体５０を上下動させることができる。このため、上記実施形態の熱処理装置１において、基板支持機構５３に代わって基板支持機構１００を採用した構成とした場合であっても、ロボットハンドＨを殆ど上下動させることなく基板Ｗの抜き差しを行え、その分だけ積載段５６同士の間隔を抑制した構成とすることができる。従って、基板支持機構１００を採用した構成とした場合であっても積載段５６同士の間隔を有効利用し、基板Ｗをゴンドラ５５に対して高密度に積載することができ、熱処理装置１の装置構成をコンパクト化できる。

上記した実施形態では、換装口６の位置に合わせて多数の積載段５６をゴンドラ枠７０に固定したゴンドラ５５を昇降装置８０を用いて上下動させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゴンドラ５５が熱処理室１２内で上下動しない構成とし、基板Ｗを出し入れするための開口の位置が上下動する構成としてもよい。さらに具体的には、例えば、熱処理装置１は、昇降装置８０を設けずゴンドラ５５を上下動しない構成とすると共に、換装口６に代わってこれよりも大きな開口を形成し、この開口を複数枚のシャッター板で閉塞する構成とし、このシャッター板を上下方向に移動させることにより開口位置を上下動させる構成としてもよい。

上記したように、熱処理装置１は、積載段５６に設けられた多数の支持体５０によって基板Ｗを支持する構成であるため、基板Ｗが傾く等の不具合を防止するためには各支持体５０は同時に一定速度で動作することが望ましい。そのため、熱処理装置１は、各空気室６０，１０２に出入りする空気圧が各基板支持機構５３，１００毎にほぼ同一となるような方策を施すことが望ましい。さらに具体的には、気圧調整手段６５と空気室６０，１０２とを繋ぐ配管系統６１をなるべく分岐させない構成としたり、各配管系統６１や筒体６２，１０３の管径を大きくする等して、各基板支持機構５３，１００の空気室６０，１０２における気圧が大幅に異ならないようにすることが望ましい。

上記した熱処理装置１において、各空気室６０，１０２に繋がる配管系統６１は、気圧調整手段６５に接続された主系統６１ａに対して各枠部材５７毎に設けられた分岐系統６１を並列に接続し、分岐系統６１に各昇降機構５２の空気室６０，１０２を接続した構成であったが本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、例えばゴンドラ５５を構成する全ての枠部材５７を複数のグループに分類し、このグループ数に相当する数の気圧調整手段６５を設けると共に、各グループ毎に独立した配管系統６１を設け、この配管系統６１によって各グループの枠部材５７に配された分岐系統６１ｂと気圧調整手段６５とを接続した構成としてもよい。かかる構成とした場合、上記実施形態に例示した構成とした場合に比べて、気圧調整手段６５が気圧調整を受け持つ昇降機構５２の数が少なくなる。そのため、前記した構成によれば、各空気室６０における気圧のバラツキをより一層抑制できる。従って、前記した構成によれば、設置箇所による支持体５０の昇降速度のバラツキが起こりにくく、基板Ｗを枠部材５７に対してほぼ水平に昇降可能な熱処理装置１を提供できる。

また、熱処理装置１は、空気圧を調整することにより支持体５０を動作させるものであったが、本発明はこれに限定されず、空気以外の気体や液体を介して支持体５０に作用する圧力調整を行い、支持体５０を昇降させる構成としてもよい。また、上記実施例では、配管系統６１内に清浄で湿度の低い空気を流通させる構成を例示したが、浄化や調湿などを行っていない通常の空気やその他の気体を流通させる構成としてもよい。

上記した昇降機構５２，１０１の空気室６０，１０２は、枠部材５７の表面側あるいは裏面側に固定されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、枠部材５７の内部空間の中間位置において支持された構成であってもよい。

本発明の一実施形態である熱処理装置を示す正面図である。 図１に示す熱処理装置の内部構造を示す破断斜視図である。 図１に示す熱処理装置の内部構造の概略を示す平面図である。 図１に示す熱処理装置において採用されているゴンドラを示す斜視図である。 図４に示すゴンドラを構成する積載段を示す斜視図である。 図５に示す積載段に採用されている基板支持機構を示す分解斜視図である。 （ａ）は図６に示す基板支持機構の第一の動作状態を示す斜視図であり、（ｂ）は図６に示す基板支持機構の第二の動作状態を示す斜視図である。 図１に示す熱処理装置において基板の抜き差しする際の動作を模式的に示した概念図である。 図１に示す熱処理装置が備える配管系統を模式的に示した概念図である。 図５に示す積載段に採用されている基板支持機構の変形例を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１０に示す基板支持機構の第一の動作状態を示す斜視図であり、（ｂ）は図１０に示す基板支持機構の第二の動作状態を示す斜視図である。

１ 熱処理装置
１２ 熱処理室
１４ 熱風供給手段
５０ 支持体
５０ａ 底面
５０ｂ 頂部
５２，１０１ 昇降機構
５３，１００ 基板支持機構
５５ ゴンドラ
５６ 積載段
５７ 枠部材
６０，１０２ 空気室（圧力調整室）
６０ａ，１０２ａ 天面
６０ｂ，１０２ｂ 底面
６１ 配管
６２，１０３ 筒体
６２ａ，１０３ａ 上端部
６２ｂ，１０３ｂ 下端部
６５ 気圧調整手段

Claims (5)

1. 被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室内の温度調整を行う温度調整手段と、前記加熱室内に配され、被加熱物が積載される積載段を上下方向に複数設けた積載手段と、昇降機構とを有し、前記積載手段は、前記積載段の表面側において被加熱物を支持する被加熱物支持体を有し、昇降機構は、開口を有する圧力調整室と、一端側が被加熱物支持体の下部に固定され、他端側が前記開口に固定された伸縮可能な筒体と、前記圧力調整室内の圧力を調整する圧力調整手段とを有し、当該圧力調整手段により圧力調整を行うことにより筒体を伸縮させ、被加熱物支持体を積載段本体の表面から上下方向に突出および退行させるものであることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記筒体の他端側が積載段本体に対して相対移動不可能なように固定されていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記筒体の上端側が前記開口に固定され、筒体の下端側が前記開口よりも下方側の領域において上下方向に伸縮可能とされており、被加熱物支持体が筒体の内側に配され、筒体の下端側には、被加熱物支持体の下端側の部位が固定されていることを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
4. 少なくとも筒体の外周面の一部又は全部を収容する圧力調整室を有することを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置。
5. 前記筒体の下端側が前記開口に固定され、上端側が積載段本体に対して上下方向に伸縮可能とされており、筒体の上端側の位置に被加熱物支持体の下端側が固定されたものであり、被加熱物支持体が筒体の上端側から上方に向けて突出するものであることを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。

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