KR20060048613A - Heat treatment apparatus - Google Patents

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KR20060048613A
KR20060048613A KR1020050056236A KR20050056236A KR20060048613A KR 20060048613 A KR20060048613 A KR 20060048613A KR 1020050056236 A KR1020050056236 A KR 1020050056236A KR 20050056236 A KR20050056236 A KR 20050056236A KR 20060048613 A KR20060048613 A KR 20060048613A
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마사오 야사카
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에스펙 가부시키가이샤
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Abstract

구성이 비교적 단순하고, 기판의 열처리에 동반하여 발생하는 생성가스가 냉각되어 발생하는 소위 승화물의 발생을 억제할 수 있는 열처리 장치의 제공을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus having a relatively simple configuration and capable of suppressing the generation of so-called sublimation generated by cooling the generated gas generated in conjunction with the heat treatment of the substrate.

열처리 장치(1)는 기판 처리부(5)가 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급수단(14)을 구비한 공기 조정부(11)와 기판을 열처리하기 위한 열처리실(12)을 갖는다. 열처리 장치(1)는 열처리실(12)의 최하류측에 기판을 처리하였을 때에 발생하는 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 보유(擔持)시킨 촉매벽(40)을 배치하고 있다. 이 때문에, 열처리 장치(1)는 생성가스가 냉각됨으로써 발생하는, 소위 승화물의 발생량이 극히 적다. 또한, 열처리 장치(1)는 생성가스의 산화 분해 시에 반응열이 발생하기 때문에, 열처리 시에 혼합가스를 가열하는 데 요하는 소비 전력이 약간이라도 된다. The heat treatment apparatus 1 includes an air conditioner 11 having a hot air supply means 14 for supplying hot air to the substrate processing unit 5, and a heat treatment chamber 12 for heat treating the substrate. The heat treatment apparatus 1 arrange | positions the catalyst wall 40 which hold | maintained the catalyst which accelerates the oxidative decomposition of the product gas which arises when processing a board | substrate in the downstream of the heat processing chamber 12. As shown in FIG. For this reason, the heat processing apparatus 1 has extremely little generation | occurrence | production amount of what is called the sublimation which generate | occur | produces by cooling product gas. In addition, since the heat of reaction is generated during the oxidative decomposition of the generated gas, the heat treatment apparatus 1 may have a slight power consumption required to heat the mixed gas during the heat treatment.

기판 처리부, 공기 조정부, 열처리실(가열실),열풍 공급수단, 공기 합류부 덕트, 촉매벽(생성가스 분해수단) Substrate processing unit, air conditioning unit, heat treatment chamber (heating chamber), hot air supply means, air confluence duct, catalyst wall (product gas decomposition means)

Description

열처리 장치{Heat Treatment Apparatus}Heat Treatment Apparatus {Heat Treatment Apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예인 열처리 장치를 도시하는 정면도. 1 is a front view showing a heat treatment apparatus as an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시하는 열처리 장치의 내부 구조의 일부를 도시하는 파단 사시도. FIG. 2 is a broken perspective view showing a part of the internal structure of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 도시하는 열처리 장치의 내부 구조의 개략을 도시하는 평면도. 3 is a plan view illustrating an outline of an internal structure of the heat treatment apparatus illustrated in FIG. 1.

도 4a는 도 1에 도시하는 열처리 장치의 열풍 공급수단과 열처리실의 위치 관계를 개념적으로 도시하는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시하는 촉매벽의 A부 확대도이고, 도 4c는 도 4b에 도시하는 촉매벽의 주요부를 확대한 사시도. 4A is a perspective view conceptually showing the positional relationship between the hot air supply means and the heat treatment chamber of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, FIG. 4B is an enlarged view of a portion A of the catalyst wall shown in FIG. 4A, and FIG. 4C is FIG. 4B. An enlarged perspective view of the main part of the catalyst wall shown in FIG.

도 5는 도 1에 도시하는 열처리 장치에 있어서의 공기 및 혼합가스의 흐름을 모식적으로 도시한 개념도. FIG. 5 is a conceptual diagram schematically showing the flow of air and a mixed gas in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. FIG.

도 6은 도 1에 도시하는 열처리 장치의 변형예를 도시하는 개념도. 6 is a conceptual diagram illustrating a modification of the heat treatment apparatus illustrated in FIG. 1.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*      * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

5: 기판 처리부 11: 공기 조정부 5: Substrate Processing Part 11: Air Conditioning Part

12: 열처리실(가열실) 14: 열풍 공급수단 12: heat treatment chamber (heating chamber) 14: hot air supply means

16: 공기 합류부 17: 덕트 16: air confluence 17: duct

40: 촉매벽(생성가스 분해수단) 47: 관통구멍(유로) 40: catalyst wall (product gas decomposition means) 47: through hole (euro)

48: 촉매 기체 49: 촉매 48: catalyst gas 49: catalyst

70: 생성가스 분해수단 70: product gas decomposition means

본 발명은 기판 등의 피가열물을 열풍에 의해서 열처리하는 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating a heated object such as a substrate by hot air.

종래부터, 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 열처리 장치가 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)나 플라스마 디스플레이(PDP: Plasma Display), 유기 EL 디스플레이 등과 같은 플랫 패널 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)의 제작에 사용되고 있다. 열처리 장치는 미리 유리판 등의 기판(피가열물)에 대하여 특정한 용액을 도포하여 가열 건조시킨 것을 가열실 내에 수용하여, 가열실 내에 도입되는 소정 온도의 열풍에 노출하여 열처리(소성)하는 장치이다. Conventionally, a heat treatment apparatus disclosed in Patent Document 1 below is a flat panel display (FPD: Flat Panel Display) such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display (PDP), an organic EL display, or the like. It is used for the production of. A heat treatment apparatus is a device which previously heats and heats a specific solution to a substrate (heated material) such as a glass plate and heat-drys it in a heating chamber, and exposes it to a hot air of a predetermined temperature introduced into the heating chamber to heat treatment (firing).

[특허문헌 1] 특허 제2971771호 공보[Patent Document 1] Patent No. 2971771

종래 기술의 열처리 장치는 피가열물을 출납하기 위한 개구나 빈틈 등이 있어, 완전한 밀폐상태로는 되지 않고, 상기한 개구나 빈틈의 부근은 비교적 저온이 되기 쉽다. 이 때문에, 열처리에 동반하여 기판 상에 도포되어 있는 특정한 용액 등이 기화하여 발생한 생성가스는 개구나 빈틈의 부근에서 냉각되어 고화하여, 소위 승화물이 된다. 승화물은 입자상이나 타르(tar)상으로 되어 있고, 열처리 장치 내를 오염시켜 피가열물의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라, 피가열물의 출납 시에 열처리 장치의 외부로 누출되어 버리는 문제가 있었다.The heat treatment apparatus of the prior art has openings and gaps for taking in and out a heated object, and does not become a completely sealed state, and the vicinity of the openings and gaps is relatively low. For this reason, the generated gas generated by evaporation of a specific solution or the like applied on the substrate in conjunction with the heat treatment is cooled and solidified in the vicinity of the opening or the gap to become a so-called sublimation. The sublimate is in the form of particles or tar, and contaminates the inside of the heat treatment apparatus to reduce the quality of the heated object, and also has a problem of leaking to the outside of the heat treatment apparatus at the time of taking out the heated object.

통상, 열처리 장치는 비교적 청정도가 높은 클린룸 등에 설치되어 있다. 이 때문에, 종래 기술의 열처리 장치와 같이 승화물이 열처리 장치로부터 누출되어 버리면, 클린룸의 청정도까지도 저하시켜 버리는 문제가 있었다. Usually, the heat treatment apparatus is installed in a clean room having a relatively high degree of cleanliness. For this reason, when a sublimate leaks from a heat processing apparatus like the heat processing apparatus of the prior art, there exists a problem of reducing the cleanliness of a clean room.

상기한 문제를 감안하여, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 열처리 장치에서는 열처리 장치 내를 열처리 장치의 설치 분위기 압력보다도 약간 저압으로 유지시킴으로써 열처리 장치 내의 공기나 생성가스가 외부로 누출되는 것을 방지하는 구성으로 되어 있다. 이러한 구성으로 한 경우, 열처리 장치로부터 승화물이 외부로 배출되는 문제에 대해서는 일정한 효과를 갖지만, 피가열물을 출납하기 위한 개구나 빈틈으로부터 유입된 공기의 영향에 의해서 약간의 승화물이 발생할 우려가 있었다.In view of the above problems, in the heat treatment apparatus disclosed in Patent Document 1, the heat treatment apparatus is kept at a pressure slightly lower than the installation atmosphere pressure of the heat treatment apparatus to prevent leakage of air or generated gas in the heat treatment apparatus to the outside. It is. With such a configuration, there is a certain effect on the problem that the sublimate is discharged from the heat treatment device to the outside, but there is a fear that a slight sublimation may occur due to the influence of air introduced from the opening or the gap for entering and exiting the heated object. there was.

또한, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 열처리 장치는 장치 내에 유입되는 공기의 영향에 의해 가열실 내에서 온도 불균일함이 발생할 가능성이 있었다. 이 때문에, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 열처리 장치에서는 피가열물을 출납하기 위한 개구 부근에 가열실측으로부터 외부로 누출하려고 하는 생성가스나 외부로부터 가열실측에 유입하려고 하는 공기를 흡인 포집하기 위한 기구를 별도로 설치해야만 하여, 장치 구성이 복잡화되어 버리는 문제가 있었다. Moreover, in the heat processing apparatus disclosed by the said patent document 1, the temperature nonuniformity may generate | occur | produce in a heating chamber by the influence of the air which flows in into an apparatus. For this reason, in the heat processing apparatus disclosed by the said patent document 1, the mechanism for suction-collecting the product gas which tries to leak out from the heating chamber side to the outside in the vicinity of the opening for taking out a to-be-heated object, and the air which tries to flow into the heating chamber side from the outside. Has to be installed separately, the device configuration is complicated.

그래서, 본 발명에서는 구성이 비교적 단순하고, 기판의 열처리에 동반하여 발생하는 생성가스가 냉각되어 발생하는 소위 승화물의 발생을 억제할 수 있는 열처리 장치의 제공을 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus having a relatively simple configuration and capable of suppressing the generation of so-called sublimation generated by cooling of the generated gas accompanying the heat treatment of the substrate.

그래서, 상기한 과제를 해결하기 위해서 제공되는 본 발명은 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 열풍 공급수단에 의해서 발생하는 열풍이 도입되어, 상기 열풍에 의해서 피가열물을 가열하는 가열실을 갖고, 피가열물의 가열에 동반하여 발생한 생성가스가 흐르는 영역에 상기 생성가스를 산화 분해하는 생성가스 분해수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. Thus, the present invention provided to solve the above problems has a hot air supply means for supplying hot air, and a hot air generated by the hot air supply means is introduced, and has a heating chamber for heating the heated object by the hot air. And a product gas decomposing means for oxidatively decomposing the product gas in a region through which the product gas generated by heating the heated object flows.

본 발명의 열처리 장치에서는 열풍 공급수단으로부터 가열실에 공급된 열풍이 피가열물을 가열함으로써 발생하는 생성가스의 대부분이 생성가스 분해수단에 있어서 산화 분해된다. 이 때문에, 본 발명의 열처리 장치에 있어서 생성가스 분해수단의 하류측에 흐르는 가스의 대부분은 생성가스의 분해에 의해서 발생한 분해가스이고, 생성가스의 농도가 극히 낮다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스가 고체상으로 되거나 타르상으로 된 소위 승화물의 발생을 억제할 수 있다. In the heat treatment apparatus of the present invention, most of the generated gas generated by the hot air supplied from the hot wind supply means to the heating chamber is heated by the product gas decomposing means. For this reason, in the heat treatment apparatus of the present invention, most of the gas flowing downstream of the product gas decomposition means is decomposition gas generated by decomposition of the product gas, and the concentration of the product gas is extremely low. Therefore, in the heat treatment apparatus of this invention, generation | occurrence | production of what is called a sublimation in which the product gas became solid form or tar form can be suppressed.

또한, 본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스 분해수단에 있어서 생성가스를 산화 분해하기 때문에, 반응열이 발생한다. 이 때문에, 상기한 구성에 의하면, 생성가스 분해수단을 통과한 가스는 상기 반응열에 의해서 가열되어, 고온으로 되어 가열실로부터 배출된다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치에서는 만일 생성가스의 일부가 생성가스 분해수단에 있어서 다 분해되지 않고서 잔류하고 있었다고 해도, 이 생성가스가 고체형상이 되거나 타르상으로 된 소위 승화물이 거의 발생하지 않는다. Further, in the heat treatment apparatus of the present invention, since the product gas is oxidatively decomposed in the product gas decomposition means, reaction heat is generated. For this reason, according to the said structure, the gas which passed the product | generation gas decomposition means is heated by the said reaction heat, becomes high temperature, and is discharged | emitted from a heating chamber. Therefore, in the heat treatment apparatus of the present invention, even if a part of the generated gas remains without being decomposed by the decomposition gas decomposing means, the so-called sublimation in which the generated gas becomes a solid or tar forms hardly occurs.

여기에서, 본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스 분해수단에 있어서 생성가스가 산화 분해되어, 분해 반응 시에 발생한 반응열에 의해서 생성가스 분해수단의 하류측에 배출된 가스가 승온한다. 이 때문에, 본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스 분해수단의 상류측과 하류측에서 분위기 온도의 분포가 바뀌고, 경우에 따라서는 피가열물의 가열 불균일함이 발생할 가능성이 있다. Here, in the heat treatment apparatus of the present invention, the product gas is oxidatively decomposed in the product gas decomposing means, and the gas discharged to the downstream side of the product gas decomposing means is heated by the reaction heat generated during the decomposition reaction. For this reason, in the heat processing apparatus of this invention, distribution of atmospheric temperature changes in the upstream and downstream of the product | generation gas decomposition means, and there exists a possibility that the heating nonuniformity of the to-be-heated material may arise in some cases.

그래서, 이러한 지견에 기초하여 제공되는 본 발명은 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 열풍 공급수단에 있어서 발생하는 열풍이 도입되어, 상기 열풍에 의해서 피가열물을 가열하는 가열실을 갖고, 가열실의 내부에는 피가열물이 배치되는 피가열물 배치영역이 있고, 이 피가열물 배치영역보다도 열풍의 흐름 방향 하류측으로서, 피가열물의 가열에 동반하여 발생한 생성가스가 흐르는 영역에는 상기 생성 가스를 산화 분해하는 생성가스 분해수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치이다. Therefore, the present invention provided on the basis of this knowledge has a hot air supply means for supplying hot air, and a hot air generated in the hot air supply means, and has a heating chamber for heating the heated object by the hot air. The inside of the chamber has a heated object arranging area in which the heated object is arranged, and is located downstream of the flow direction of hot air from the heated object arranging area, and the generated gas flows in a region in which the generated gas accompanied by heating of the heated object flows. It is a heat treatment apparatus characterized by the production gas decomposition means for oxidatively decomposing.

이러한 구성에 의하면, 피가열물이 배치되는 피가열 영역의 온도 분포가 안정화하고, 피가열물의 가열 불균일함의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. According to such a structure, the temperature distribution of the to-be-heated area | region where the to-be-heated thing is arrange | positioned can stabilize, and the occurrence of the heating nonuniformity of the to-be-heated object can be reliably prevented.

여기에서, 상기한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 생성가스 분해수단은 생성가스에 대한 산화 분해 반응을 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것을 특징으로 하는 것이라도 좋다. In the heat treatment apparatus of the present invention described above, the product gas decomposing means may be characterized in that the catalyst gas has a catalyst for promoting an oxidative decomposition reaction with respect to the product gas.

이러한 구성에 의하면, 피가열물의 가열에 의해서 발생한 생성가스를 확실하게 분해할 수 있고, 생성가스의 냉각에 동반하는 고체물이나 타르상 물질의 발생을 억제할 수 있다. According to such a structure, the product gas which generate | occur | produced by the heating of a to-be-heated material can be reliably decomposed, and generation | occurrence | production of the solid substance and tar-like substance accompanying cooling of the product gas can be suppressed.

상기한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 가열실은 열풍 공급수단과 연통시킨 상류벽과, 이것에 대향하는 하류벽과, 상류벽 및 하류벽에 대하여 교차하는 방향으로 넓어지는 구획벽에 의해서 둘러싸여 있고, 하류벽의 일부 또는 전부가 생성가스 분해수단에 의해서 구성되어 있어도 좋다. In the heat treatment apparatus of the present invention described above, the heating chamber is surrounded by an upstream wall communicating with the hot wind supply means, a downstream wall facing the same, and a partition wall widening in a direction crossing the upstream wall and the downstream wall, One part or all part of the downstream wall may be comprised by the product gas decomposition means.

본 발명의 열처리 장치에서는 상류벽이 열풍 공급수단과 연통하고 있기 때문에, 가열실에는 상류벽측으로부터 열풍이 도입되어, 하류벽측으로 흐른다. 본 발명의 열처리 장치에서는 하류벽의 일부 또는 전부를 생성가스 분해수단에 의해서 구성한 것이기 때문에, 피가열물의 가열처리에 동반하여 발생한 생성 가스를 효율 좋게 분해할 수 있다. In the heat treatment apparatus of the present invention, since the upstream wall communicates with the hot wind supply means, hot air is introduced into the heating chamber from the upstream wall side and flows to the downstream wall side. In the heat treatment apparatus of the present invention, since part or all of the downstream wall is constituted by the product gas decomposition means, the generated gas that accompanies the heat treatment of the heated object can be efficiently decomposed.

여기에서, 귀금속이나 귀금속 합금은 여러 가지의 가스에 대한 산화활성이 높다. 이 때문에, 상기한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 생성가스 분해수단은 귀금속 또는 귀금속 합금을 포함하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것으로 하는 것이 바람직하다. Here, noble metals and noble metal alloys have high oxidation activity against various gases. For this reason, in the heat treatment apparatus of the present invention, it is preferable that the product gas decomposing means holds a catalyst containing a noble metal or a noble metal alloy in the catalyst gas.

이러한 구성에 의하면, 피가열물의 가열에 의해서 발생한 생성가스를 확실하게 분해할 수 있고, 생성가스의 냉각에 동반하는 소위 승화물의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. According to such a structure, the product gas which generate | occur | produced by the heating of a to-be-heated object can be reliably decomposed, and generation | occurrence | production of what is called a sublimation accompanying cooling of the product gas can be reliably prevented.

여기에서, 상기한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 생성가스 분해수단이, 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것이며, 촉매 기체가, 생성가스의 유로를 다수 형성한 하니콤(Honey Comb) 형상인 것이 바람직하다. Here, in the heat treatment apparatus of the present invention described above, the product gas decomposing means has a catalyst gas having a catalyst for promoting oxidative decomposition of the product gas in the catalyst gas, and the catalyst gas forms a large number of flow paths of the product gas. (Honey Comb) shape is preferable.

이러한 구성에 의하면, 생성가스를 촉매에 충분하게 접촉시킬 수 있어, 생성가스를 효율 좋게 분해할 수 있다. According to such a structure, the generated gas can be sufficiently brought into contact with the catalyst, so that the generated gas can be efficiently decomposed.

또, 본 발명에 있어서 「하니콤 형상」이란 다수의 유로가 형성된 다공구조를 가리키고, 상기 유로의 개구 형상은 삼각형이나 육각형과 같은 다각형상이나 원형, 타원형, 파형(波形) 등과 같은 굴곡된 형상과 같은 적절한 형상으로 할 수 있다. In the present invention, the "honeycomb shape" refers to a porous structure in which a plurality of flow paths are formed, and the opening shape of the flow path may be a polygonal shape such as a triangle or a hexagon, or a curved shape such as a circle, an ellipse or a wave. It can be made into an appropriate shape.

또한, 상기한 본 발명의 열처리 장치는 생성가스 분해수단이, 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것으로, 촉매 기체가, 생성가스의 유로를 다수 형성한 것이며, 촉매 기체의 두께가 30mm 이상 80mm 이하의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. In the heat treatment apparatus of the present invention described above, the product gas decomposing means has a catalyst gas that promotes oxidative decomposition of the product gas in the catalyst gas, and the catalyst gas forms a plurality of flow paths of the product gas. It is preferable that thickness is in the range of 30 mm or more and 80 mm or less.

이러한 구성에 의하면, 피가열물의 가열에 동반하여 발생하는 생성가스를 충분하게 산화 분해할 수 있는 동시에, 생성가스 분해수단이 생성가스의 흐름에 대하여 큰 흐름 저항으로 되는 것을 방지할 수 있다. According to such a configuration, it is possible to sufficiently oxidatively decompose the generated gas accompanying heating of the heated object, and prevent the generated gas decomposition means from becoming a large flow resistance with respect to the flow of the generated gas.

상기한 본 발명의 열처리 장치는 생성가스 분해수단에 있어서 발생한 분해가스를 열풍 공급수단으로 되돌리는 순환 유로가 설치된 구성인 것이 바람직하다. The heat treatment apparatus of the present invention described above preferably has a configuration in which a circulation passage for returning the decomposition gas generated in the product gas decomposition means to the hot wind supply means is provided.

본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스 분해수단에 있어서 생성가스를 분해할 때에 발생한 분해열의 영향에 의해 분해가스나 생성가스 분해수단의 부근에 있는 공기가 가열된다. 이 때문에, 본 발명의 열처리 장치에서는 순환 유로를 통하 여 생성가스의 분해열로 가열된 분해가스나 공기가 열풍 공급수단에 공급된다. 그리고, 분해가스나 공기의 혼합기는 열풍 공급수단에 있어서 가열되어, 열풍으로서 가열실에 도입된다. In the heat treatment apparatus of the present invention, the decomposition gas or the air in the vicinity of the product gas decomposing means is heated by the effect of the heat of decomposition generated when the product gas decomposing means decomposes the product gas. For this reason, in the heat treatment apparatus of the present invention, the decomposition gas or air heated by the decomposition heat of the generated gas through the circulation passage is supplied to the hot wind supply means. Then, the decomposition gas or air mixer is heated in the hot wind supply means and introduced into the heating chamber as hot air.

본 발명의 열처리 장치에서는 열풍 공급수단에 미리 분해열로 가열된 분해가스나 공기가 공급되기 때문에, 이들 혼합기를 소정 온도까지 가열하기 위해서 큰 가열 능력을 요하지 않는다. 따라서, 본 발명에 의하면, 피가열물의 가열에 요하는 에너지의 소비량이 작은 열처리 장치를 제공할 수 있다. In the heat treatment apparatus of the present invention, since the decomposition gas or air heated by the decomposition heat in advance is supplied to the hot wind supply means, a large heating capacity is not required to heat these mixers to a predetermined temperature. Therefore, according to this invention, the heat processing apparatus with little energy consumption required for heating of a to-be-heated material can be provided.

본 발명의 열처리 장치는 가열실을 통과하여 생성가스 분해수단에 있어서 분해된 분해가스를 재차 가열하여 가열실에 도입하는 것이기 때문에, 외기의 혼입량을 최소한으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치에 의하면, 가열실에 도입되는 열풍의 온도 분포를 균일화하고, 열풍에 노출되는 피가열물의 위치적인 온도 분포의 발생을 최소한으로 억제할 수 있다. In the heat treatment apparatus of the present invention, since the decomposition gas decomposed in the product gas decomposition means through the heating chamber is heated again and introduced into the heating chamber, the amount of mixing of the outside air can be minimized. Therefore, according to the heat processing apparatus of this invention, the temperature distribution of the hot air introduce | transduced into a heating chamber can be made uniform, and generation | occurrence | production of the positional temperature distribution of the to-be-heated material exposed to hot air can be suppressed to the minimum.

상기한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 생성가스 분해수단은 외기가 유입될 가능성이 있는 부위보다도 생성가스의 흐름 방향 상류측에 설치되어 있는 것이 바람직하다. In the heat treatment apparatus of the present invention described above, it is preferable that the product gas decomposing means is provided on the upstream side in the flow direction of the product gas rather than a portion where outside air may flow.

이러한 구성에 의하면, 생성가스가 외기에 의해서 냉각되어 승화물로 되는 것을 최소한으로 억제할 수 있다. According to such a structure, it can suppress to a minimum that product gas cools by external air and becomes a sublimate.

또한, 상기한 본 발명의 열처리 장치는 열풍 공급수단이 생성가스 분해수단에 있어서 발생한 분해가스와, 외부로부터 도입된 공기를 포함하는 혼합가스를 가열하여 가열실에 공급 가능한 구성으로 하는 것이 바람직하다. The heat treatment apparatus of the present invention described above is preferably configured such that the hot wind supply means heats the mixed gas including the cracked gas generated in the generated gas cracking means and the air introduced from the outside to be supplied to the heating chamber.

본 발명의 열처리 장치에서는 생성가스 분해수단에 있어서 발생한 고온의 분해가스와, 상기 분해가스보다도 저온이라고 상정되는 외기가 미리 혼합된 상태에서 열풍 공급수단에 도입된다. 이 때문에, 본 발명의 열처리 장치에서는 열풍 공급수단에 도입된 시점에서 분해가스와 외기로 구성되는 혼합가스는 온도 불균일함이 거의 없다. 따라서, 본 발명에 의하면, 열풍 공급수단에 있어서의 혼합가스의 가열 불균일함이 발생하기 어렵고, 가열실에 공급되는 열풍의 온도 분포를 대략 균일화 할 수 있다.  In the heat treatment apparatus of the present invention, hot cracked gas generated in the product gas cracking means and hot air supplied to the hot air supply means are mixed in a state where the outside air assumed to be lower than the cracked gas is mixed in advance. For this reason, in the heat treatment apparatus of the present invention, the mixed gas composed of the cracked gas and the outside air at the time of introduction into the hot wind supply means has almost no temperature nonuniformity. Therefore, according to this invention, the heating nonuniformity of the mixed gas in a hot air supply means hardly arises, and the temperature distribution of the hot air supplied to a heating chamber can be made substantially uniform.

상기한 본 발명의 열처리 장치는 평판형상의 기판의 표면에 소정의 액체를 도포한 피가열물의 가열에 적합하게 사용할 수 있다. The heat treatment apparatus of the present invention described above can be suitably used for heating a heated object in which a predetermined liquid is applied to the surface of a flat substrate.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태 Best Mode for Carrying Out the Invention

계속해서, 본 발명의 일 실시예인 열처리 장치에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예인 열처리 장치를 도시하는 정면도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 열처리 장치의 내부 구조의 일부를 도시하는 파단 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시하는 열처리 장치의 내부 구조의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 4a는 도 1에 도시하는 열처리 장치의 열풍 공급수단과 열처리실의 위치 관계를 개념적으로 도시하는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시하는 촉매벽의 A부 확대도이고, 도 4c는 도 4b에 도시하는 촉매벽의 주요부를 확대한 사시도이다. 도 5는 도 1에 도시하는 열처리 장치에 있어서의 공기 및 혼합가스의 흐름을 모식적으로 도시한 개념도이다. 도 6은 도 1에 도시하는 열처리 장치의 변형예를 도시하는 개념도이다. Subsequently, a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a front view showing a heat treatment apparatus as an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a broken perspective view showing a part of the internal structure of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. FIG. 3 is a plan view schematically illustrating the internal structure of the heat treatment apparatus illustrated in FIG. 1. 4A is a perspective view conceptually showing the positional relationship between the hot air supply means and the heat treatment chamber of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, FIG. 4B is an enlarged view of a portion A of the catalyst wall shown in FIG. 4A, and FIG. 4C is FIG. 4B. It is an enlarged perspective view of the main part of the catalyst wall shown in FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram schematically showing the flow of air and mixed gas in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. 6 is a conceptual diagram illustrating a modification of the heat treatment apparatus illustrated in FIG. 1.

도 1에 있어서, 1은 본 실시예의 열처리 장치이다. 열처리 장치(1)는 금속제로 상자형상의 본체 케이스(2)의 하방에 기기 수용부(3)가 설치되어 있고, 그 상방에 기판 처리부(5)가 설치된 구성으로 되어 있다. 기기 수용부(3)는 기판 처리부(5)에 전력을 공급하는 전원장치(도시하지 않음)나 기판 처리부(5)의 동작을 제어하는 제어장치(도시하지 않음) 등을 내장하고 있다. In FIG. 1, 1 is the heat processing apparatus of a present Example. As for the heat processing apparatus 1, the apparatus accommodating part 3 is provided below the box-shaped main body case 2 made of metal, and the board | substrate processing part 5 is provided above. The device accommodating part 3 has a built-in power supply device (not shown) which supplies electric power to the board | substrate processing part 5, the control device (not shown) which controls the operation | movement of the board | substrate processing part 5, etc.

기판 처리부(5)는 도 1이나 도 2에 도시하는 바와 같이 정면측에 도시하지 않은 로봇 아암 등의 이재장치에 의해서 기판(W)을 출납하기 위한 환장구(換裝口; 6)를 갖고, 배면측에 보수 시에 사용하는 문(7)이 설치되어 있다. 환장구(6)에는 에어 실린더(8)의 작동에 연동하여 개폐하는 셔터(10)가 장착되어 있다. As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the substrate processing unit 5 has a rounding hole 6 for dispensing the substrate W by a transfer device such as a robot arm not shown on the front side. The door 7 used at the time of repair is provided in the back side. The round fitting 6 is equipped with a shutter 10 that opens and closes in conjunction with the operation of the air cylinder 8.

기판 처리부(5)는 도 2이나 도 3에 도시하는 바와 같이 중심에 열처리실(12; 가열실)을 갖고, 그 주위를 공기 조정부(11)에 의해서 둘러싼 구성으로 되어 있다. 공기 조정부(11)는 단열재에 의해서 구성되는 주벽(周壁; 13a 내지 13d)에 의해서 사방이 포위되어 있다. 공기 조정부(11)는 공기를 소정 온도로 가열하여 열처리실(12)내로 흡입하는 동시에, 열처리실(12)로부터 배출된 공기를 상류측으로 순환시키기 위한 것이다. As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the substrate processing unit 5 has a heat treatment chamber 12 (heating chamber) at its center, and has a configuration surrounded by the air conditioner 11. The air conditioner 11 is surrounded on all sides by circumferential walls 13a to 13d made of a heat insulating material. The air adjusting unit 11 heats air to a predetermined temperature to suck the air into the heat treatment chamber 12 and circulates the air discharged from the heat treatment chamber 12 to the upstream side.

더욱 구체적으로 설명하면, 공기 조정부(11)는 도 2이나 도 3에 도시하는 바와 같이 열풍 공급수단(14), 덕트(17) 및 기기실(18)로 대별된다. 열풍 공급수단(14)은 공기 등을 가열하는 가열 기능과, 가열된 공기 등을 열처리실(12)내로 보내주는 송풍 기능을 갖는다. 또한, 열풍 공급수단(14)과 열처리실(12)의 경계부분에는 공기 등을 정화하기 위한 필터(21)가 설치되어 있다. More specifically, the air conditioner 11 is roughly divided into the hot air supply means 14, the duct 17, and the equipment chamber 18 as shown in FIG. 2 or FIG. 3. The hot wind supply means 14 has a heating function of heating air and the like and a blowing function of sending heated air and the like into the heat treatment chamber 12. In addition, a filter 21 for purifying air or the like is provided at the boundary between the hot air supply means 14 and the heat treatment chamber 12.

열풍 공급수단(14)의 부근에는 열처리실(12)의 정면측 및 배면측에, 공기 합류부(16, 16)를 갖는다. 공기 합류부(16, 16)는 덕트(17)에 연통하고 있다. 공기 합류부(16)는 외기 도입구(도시하지 않음)로부터 도입된 공기와, 덕트(17)로부터 유입하는 가스를 합류시켜, 이들을 혼합하기 위한 예비 혼합 공간으로서의 기능을 갖는다. In the vicinity of the hot air supply means 14, air confluence portions 16 and 16 are provided on the front side and the rear side of the heat treatment chamber 12. The air confluence portions 16 and 16 communicate with the duct 17. The air confluence unit 16 has a function as a premixing space for converging the air introduced from the outside air inlet port (not shown) and the gas flowing from the duct 17 to mix them.

덕트(17)는 열처리실(12)의 하류벽(20b)의 대부분을 형성하는 촉매벽(40)(생성가스 분해수단) 및 구획벽(41,43)을 따라서 형성된 공간이다. 덕트(17)는 열처리실(12)의 주위를 포위하도록 배치된 공기유로이고, 열처리실(12)로부터 배출된 공기를 공기 합류부(16)로 되돌리는 공기유로를 형성하는 것이다. The duct 17 is a space formed along the catalyst wall 40 (product gas decomposing means) and the partition walls 41 and 43 forming most of the downstream wall 20b of the heat treatment chamber 12. The duct 17 is an air flow path arranged to surround the heat treatment chamber 12, and forms an air flow path for returning the air discharged from the heat treatment chamber 12 to the air confluence unit 16.

열처리실(12)은 상류벽(20a) 및 하류벽(20b)과, 이것에 대하여 교차하는 방향으로 넓어지는 구획벽(41, 43)에 의해서 사방을 둘러싼 공간이다. 상류벽(20a), 하류벽(20b) 및 구획벽(41, 43)은 모두 기판 처리부(5)의 천면(45)으로부터 저면(46)에 이르는 높이를 갖는다. 열처리실(12)은 열풍 공급수단(14)과 상류벽(20a)을 구성하는 필터(21)의 개구를 통하여 연통하고 있다. 또한, 하류벽(20b)은 일부 또는 전부가 촉매벽(40)에 의해서 구성되어 있고, 촉매벽(40)에 설치된 관통구멍(47)을 통하여 덕트(17)와 연통하고 있다. The heat treatment chamber 12 is a space surrounded on all sides by the upstream wall 20a and the downstream wall 20b, and the partition walls 41 and 43 extending in the direction crossing with the upstream wall 20a and the downstream wall 20b. The upstream wall 20a, the downstream wall 20b, and the partition walls 41 and 43 all have a height from the top surface 45 to the bottom surface 46 of the substrate processing part 5. The heat treatment chamber 12 communicates with the hot air supply means 14 and the opening of the filter 21 constituting the upstream wall 20a. In addition, part or all of the downstream wall 20b is comprised by the catalyst wall 40, and communicates with the duct 17 through the through-hole 47 provided in the catalyst wall 40. As shown in FIG.

촉매벽(40)은 도 4b에 도시하는 바와 같이, 개구형상이 거의 삼각형인 관통구멍(47; 유로)이 다수, 연속적으로 형성된, 소위 하니콤 형상의 판체를 촉매 기체(48)로 하고 있다. 관통구멍(47)은 생성가스의 유로로서 기능하는 것으로, 도 4c와 같이 관통구멍(47)을 형성하는 내벽면(47a)의 표면에 입자상의 촉매(49)를 다수 집어넣어, 보유시킨 것이다. 촉매 기체(48)는 스텐리스계의 합금을 비롯한 금속재료나, 이산화규소나 알루미나 등의 세라믹 재료와 같이 열처리실(12)내의 분위기 온도에 있어서도 안정된 재질이 적합하다. 또한, 촉매 기체(48)는 관통구멍(47)을 형성하는 내벽면(47a)에 보유되어 있는 촉매(49)에 의한 산화 분해 반응을 원활하게 개시하기 위해서도 열전도성이 높고, 열 용량이 작은 재질로 제작되어 있는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 4B, the catalyst wall 40 has a so-called honeycomb plate body having a plurality of through-holes 47 (flow paths) having a substantially triangular opening shape, which are formed successively, as the catalyst gas 48. The through hole 47 functions as a flow path of the generated gas, and as shown in FIG. 4C, a large number of particulate catalysts 49 are inserted into and retained on the surface of the inner wall surface 47a forming the through hole 47. The catalyst gas 48 is preferably made of a metal material, including a stainless alloy, or a stable material at an ambient temperature in the heat treatment chamber 12, such as a ceramic material such as silicon dioxide or alumina. In addition, the catalyst gas 48 has a high thermal conductivity and a low heat capacity in order to smoothly start the oxidative decomposition reaction by the catalyst 49 held in the inner wall surface 47a forming the through hole 47. It is preferable that it is manufactured with.

촉매 기체(48)의 개구 형상은 유로 저항이나 보유시키는 촉매(49)에 대한 가스의 접촉 면적 등을 감안하여, 본 실시예와 같이 삼각형으로 하는 대신에 다각형으로 하거나, 원형, 타원형, 파형 등과 같은 굴곡된 형상으로 하는 것도 가능하다. 촉매 기체(48)의 두께(도 4의 w에 상당)는 산화 분해 반응에 대한 촉매 작용이나 통풍 저항의 관점에서 보아 30 내지 80mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 촉매 기체(48)의 두께가 50mm 정도로 되어 있다. 이 때문에, 촉매벽(40)은 열처리실(12)에 있어서 발생하는 생성가스에 대하여 충분한 촉매작용을 나타내면서, 열처리실(12)내를 흐르는 열풍에 대하여 그다지 큰 유로 저항으로는 되지 않는다. The opening shape of the catalyst gas 48 is polygonal instead of triangular as in the present embodiment in consideration of the flow path resistance or the contact area of the gas to the catalyst 49 to be retained, or the like. It is also possible to have a curved shape. The thickness (corresponding to w in FIG. 4) of the catalyst gas 48 is preferably about 30 to 80 mm in view of the catalytic action and the ventilation resistance to the oxidative decomposition reaction. In the present embodiment, the thickness of the catalyst gas 48 is about 50 mm. For this reason, the catalyst wall 40 exhibits a sufficient catalytic action against the generated gas generated in the heat treatment chamber 12 and does not become a very large flow path resistance against the hot air flowing through the heat treatment chamber 12.

촉매 기체(48)에 보유되어 있는 촉매(49)는 열처리실(12)로부터 배출되는 생성가스의 산화 분해 반응을 촉진하기 위한 것이다. 본 실시예에서는 촉매(49)로서 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이나, 이들의 귀금속의 합금과 같은 생성가스에 대한 촉매작용이 높은 것이 채용되어 있다. 촉매(49)는 열처리실(12)에 있어서 발생하는 생성가스에 대하여 약 150℃ 내지 200℃ 정도의 온도 분위기하에서 촉매 활성을 나타내고, 열처리실(12)이 열처리(소성) 온도인 230℃ 내지 250℃에 도달한 상태에 있어서 충분한 촉매활성을 나타내는 것이다. The catalyst 49 held in the catalyst gas 48 is for promoting the oxidative decomposition reaction of the product gas discharged from the heat treatment chamber 12. In this embodiment, the catalyst 49 employs a catalyst having a high catalytic effect on a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd), or a product gas such as an alloy of these noble metals. The catalyst 49 exhibits catalytic activity with respect to the generated gas generated in the heat treatment chamber 12 under a temperature atmosphere of about 150 ° C. to 200 ° C., and the heat treatment chamber 12 is 230 ° C. to 250 at a heat treatment (firing) temperature. Sufficient catalytic activity is shown in the state which reached | attained ° C.

구획벽(41)은 기판 처리부(5)에 설치된 환장구(6)에 상당하는 위치에 개구(50)를 갖는다. 개구(50)는 기판(W) 및 로봇 핸드가 출입하는 데 최저한 필요한 크기 및 형상으로 되어 있다. 개구(50)는 개구(50)의 주위를 둘러싸도록 설치된 방호벽(51)에 의해서 덕트(17)로부터 격절(隔絶)되는 동시에 환장구(6)와 연통하고 있다. 이 때문에, 덕트(17) 내를 흐르는 가스는 개구(50)를 통하여 열처리실(12)내로 침입하거나, 환장구(6)를 통하여 외부로 누출하지 않는다. 한편, 구획벽(43)은 문(7)에 상당하는 위치에 고정되어 있고, 보수 등을 할 때에 필요에 따라서 분리 가능한 구성으로 되어 있다. The partition wall 41 has an opening 50 at a position corresponding to the round opening 6 provided in the substrate processing unit 5. The opening 50 is of the minimum size and shape necessary for the substrate W and the robot hand to enter and exit. The opening 50 is isolated from the duct 17 by the barrier wall 51 provided to surround the opening 50, and communicates with the round opening 6. For this reason, the gas which flows in the duct 17 does not penetrate into the heat processing chamber 12 through the opening 50, and does not leak out through the round opening 6. On the other hand, the partition wall 43 is fixed to the position corresponded to the door 7, and it is set as the structure which can be separated as needed when performing maintenance.

도 3에 도시하는 바와 같이, 열처리실(12)의 거의 중앙부에는 기판을 적재하기 위한 적재선반(55)이 배치되어 있다. 적재선반(55)은 종래 공지의 열처리 장치에 있어서 채용되어 있는 것과 동일하게 기판(W)을 수평으로 적재하기 위한 지지단(64)이 상하 방향으로 다수 설치된 구성을 갖는다.  As shown in FIG. 3, a mounting shelf 55 for mounting a substrate is disposed almost at the center of the heat treatment chamber 12. The stacking shelf 55 has a structure in which a plurality of support ends 64 for horizontally stacking the substrate W are provided in the vertical direction, similarly to those employed in the conventionally known heat treatment apparatus.

열처리실(12)에는 도 2나 도 3과 같이 분위기 온도를 계측하기 위한 온도센서(68)가 설치되어 있다. 온도센서(68)는 선단이 열처리실(12)의 상류측의 하방에 오도록 배치되어 있다. 열처리 장치(1)는 온도센서(68)의 검지온도에 따라서 도시하지 않는 제어장치가 히터(35)의 동작을 피드백 제어하는 구성으로 되어 있고, 열처리실(12)내의 온도가 소정 온도(본 실시예에서는 230 내지 250℃)로 조정된다. In the heat treatment chamber 12, a temperature sensor 68 for measuring the ambient temperature is provided as shown in Figs. The temperature sensor 68 is arrange | positioned so that the front-end | tip may come below the upstream of the heat processing chamber 12. As shown in FIG. The heat treatment apparatus 1 has a configuration in which a control device (not shown) feedback-controls the operation of the heater 35 according to the detection temperature of the temperature sensor 68, and the temperature in the heat treatment chamber 12 is a predetermined temperature (this embodiment). 230-250 degreeC in the example.

본 실시예의 열처리 장치(1)는 열처리 시에 있어서의 가스의 흐름에 특징을 갖는다. 이하, 도 5에 도시하는 개념도를 참조하면서 열처리 장치(1)의 동작을 열처리 시에 있어서의 가스의 흐름을 중심으로 하여 설명한다. The heat treatment apparatus 1 of this embodiment is characterized by the flow of gas at the time of heat treatment. Hereinafter, with reference to the conceptual diagram shown in FIG. 5, operation | movement of the heat processing apparatus 1 is demonstrated centering on the flow of the gas at the time of heat processing.

열처리의 개시에 앞서서, 열처리 장치(1)의 제어장치(도시하지 않음)는 열풍 공급수단(14)을 구성하는 도시하지 않는 송풍기나 가열기 등을 기동하여, 가열된 공기를 열처리실(12)내에 도입한다. 이로써, 열처리 장치(1)내에는 공기가 열처리실(12) 및 덕트(17)를 흘러 열풍 공급수단(14)으로 되돌아가는 순환류가 발생한다. Prior to the start of the heat treatment, a control device (not shown) of the heat treatment apparatus 1 starts a blower, a heater, or the like, which constitutes the hot air supply means 14, and heats the heated air into the heat treatment chamber 12. Introduce. As a result, in the heat treatment apparatus 1, air flows through the heat treatment chamber 12 and the duct 17 and returns to the hot air supply means 14.

상기한 바와 같이 하여 열처리 장치(1)내에 공기를 순환시켜 가는 동안에 열풍 공급수단(14)에 있어서 공기가 서서히 가열되어 가고, 열처리실(12)내의 분위기온도가 소정의 열처리 온도(본 실시예에서는 230℃ 내지 250℃)에 도달한다. 또한, 열처리실(12)의 하류단에 설치되어 있는 촉매벽(40)은 열처리 장치(1)내를 순환하고 있는 공기류 등의 영향을 받아 서서히 고온으로 되어, 열처리실(12)내가 소정의 열처리 온도에 도달하였을 때에는 관통구멍(47)을 형성하는 내벽면(47a)에 보유되어 있는 촉매(49)가 촉매작용을 충분히 발휘할 수 있는 온도에 도달한다. As described above, the air is gradually heated in the hot air supply means 14 while the air is circulated in the heat treatment apparatus 1, and the ambient temperature in the heat treatment chamber 12 is a predetermined heat treatment temperature (in this embodiment). 230 ° C. to 250 ° C.). In addition, the catalyst wall 40 provided at the downstream end of the heat treatment chamber 12 becomes gradually high temperature under the influence of the air flow circulating in the heat treatment apparatus 1, and thus the inside of the heat treatment chamber 12 has a predetermined temperature. When the heat treatment temperature is reached, the catalyst 49 held on the inner wall surface 47a forming the through hole 47 reaches a temperature at which the catalytic action can be sufficiently exhibited.

열처리실(12)의 분위기 온도가 열처리 온도에 도달하면, 열처리 장치(1)의 외부에 배치되어 있는 로봇 아암 등의 이재 장치에, 열처리를 해야 할 기판(W)이 탑재된다. 한편, 열처리 장치(1)는 에어 실린더(8)를 작동시켜 환장구(6)를 폐색하고 있는 셔터(10)를 연다. 셔터(10)가 열리면, 기판(W)이 로봇 아암에 의해서 환장구(6)로부터 수평으로 꽂혀, 각 지지단(64)상에 적재된다. 적재선반(55)의 각 지지단(64)에 기판(W)이 적재되면, 셔터(10)가 닫혀진다. When the ambient temperature of the heat treatment chamber 12 reaches the heat treatment temperature, the substrate W to be subjected to the heat treatment is mounted on a transfer device such as a robot arm which is arranged outside the heat treatment apparatus 1. On the other hand, the heat treatment apparatus 1 opens the shutter 10 which closes the round opening 6 by operating the air cylinder 8. When the shutter 10 is opened, the board | substrate W is horizontally inserted by the robot arm 6 by the robot arm, and is mounted on each support end 64. When the substrates W are stacked on the respective supporting ends 64 of the loading shelf 55, the shutter 10 is closed.

상기한 바와 같이 하여 적재선반(55)의 지지단(64)에 탑재된 기판(W)은 열처 리실(12)내로 흐르는 열풍에 노출되고, 열처리(소성)된다. 기판(W)이 열처리되면, 표면에 미리 도포되어 있는 용액이 기화하는 등으로서 고온으로 유기성의 생성가스가 발생한다. 이 때문에, 열처리가 개시되면, 생성가스와 공기를 포함하는 혼합가스가 열처리실(12)의 하류측을 향하여 흐른다. As described above, the substrate W mounted on the support end 64 of the stacking shelf 55 is exposed to hot air flowing into the heat treatment chamber 12 and heat treated (baked). When the substrate W is heat-treated, an organic product gas is generated at a high temperature, for example, by evaporating the solution applied on the surface. For this reason, when heat processing is started, the mixed gas containing product gas and air flows toward the downstream side of the heat processing chamber 12.

생성가스를 포함하는 혼합가스가 촉매벽(40)에 도달하면, 촉매 기체(48)에 다수 설치되어 있는 관통구멍(47)에 유입된다. 상기한 바와 같이, 열처리실(12)내는 이미 소정의 열처리 온도에 도달하고 있고, 촉매 기체(48)의 내벽면(47a)에 보유되어 있는 촉매(49)가 생성가스에 대한 촉매 작용을 충분하게 발휘할 수 있는 상태로 되어 있다. 이 때문에, 생성가스가 촉매벽(40)을 통과하면, 관통구멍(47)을 형성하는 내벽면(47a)에 보유되어 있는 촉매(49)에 의해서 생성가스의 산화 분해 반응(CmHn+O2→CO2+H2O)이 촉진되어, 생성가스가 이산화탄소와 수분으로 분해된다. When the mixed gas containing the generated gas reaches the catalyst wall 40, the mixed gas flows into the through hole 47 provided in the catalyst gas 48. As described above, the heat treatment chamber 12 has already reached a predetermined heat treatment temperature, and the catalyst 49 held on the inner wall surface 47a of the catalyst gas 48 is sufficient to catalyze the generated gas. It is in a state that can be exhibited. For this reason, when the generated gas passes through the catalyst wall 40, the oxidative decomposition reaction of the generated gas (C m H n +) is carried out by the catalyst 49 held in the inner wall surface 47a forming the through hole 47. O 2 → CO 2 + H 2 O) is promoted, and the product gas is decomposed into carbon dioxide and water.

상기한 산화 분해 반응은 반응열의 발생을 동반하여 일어난다. 이 때문에, 열처리 장치(1)에 있어서 열처리가 개시되면, 촉매벽(40)을 통과하는 혼합가스가 생성가스의 산화 분해 반응에 동반하여 발생하는 반응열에 의해서 가열된 상태로 덕트(17)내에 배출된다. 덕트(17)에 배출된 혼합가스는 고온 상태를 유지한 채로 기판 처리부(5)의 주벽(13b, 13d)과 열처리실(12)의 구획벽(41, 43) 사이에 형성된 덕트(17, 17)를 흐른다. The above oxidative decomposition reaction occurs with the generation of heat of reaction. For this reason, when the heat treatment is started in the heat treatment apparatus 1, the mixed gas passing through the catalyst wall 40 is discharged into the duct 17 in a state heated by reaction heat generated accompanying the oxidative decomposition reaction of the generated gas. do. The mixed gas discharged to the duct 17 is formed between the circumferential walls 13b and 13d of the substrate processing unit 5 and the partition walls 41 and 43 of the heat treatment chamber 12 while maintaining the high temperature state. Flows)

덕트(17, 17)를 흐르는 혼합가스는 열풍 공급수단(14)의 양측에 형성된 공기 합류부(16)에 고온인 채로 유입되어, 열처리 장치(1)의 외부로부터 도입된 외기와 미리 혼합된다. 이로써, 외기는 혼합가스와의 열교환에 의해서 어느 정도 가열된다. 외기 및 혼합가스는 열풍 공급수단(14)에 있어서 소정 온도로 가열되어, 열처리실(12)내에 도입된다. 열처리 장치(1)는 위에서 기술한 순서로 가열된 혼합가스를 열처리실(12)내로 순환시켜, 기판(W)의 열처리를 계속한다. The mixed gas flowing through the ducts 17 and 17 flows into the air confluence unit 16 formed on both sides of the hot wind supply means 14 at a high temperature, and is mixed in advance with the outside air introduced from the outside of the heat treatment apparatus 1. As a result, the outside air is heated to some extent by heat exchange with the mixed gas. The outside air and the mixed gas are heated to a predetermined temperature in the hot wind supply means 14 and introduced into the heat treatment chamber 12. The heat treatment apparatus 1 circulates the mixed gas heated in the order described above into the heat treatment chamber 12 to continue the heat treatment of the substrate W.

상기한 바와 같이, 본 실시예의 열처리 장치(1)에서는 열풍 공급수단(14)으로부터 열처리실(12)내에 공급된 열풍이 기판(W)을 가열함으로써 발생하는 생성가스의 대부분이, 촉매벽(40)에 보유되어 있는 촉매(49)에 의해서 산화 분해된다. 여기에서, 본 실시예의 열처리 장치(1)에서는 열처리실(12)을 구성하는 하류벽(20b)의 일부 또는 전부를 촉매벽(40)으로 형성하는 동시에, 촉매벽(40)으로서 유기가스에 대한 촉매활성이 높은 백금이나 팔라듐 등의 귀금속이나 귀금속 합금을 보유시킨 것을 채용하고 있다. 또한, 촉매벽(40)은 촉매 기체(48)로서 다수의 관통구멍(47)을 갖는 하니콤의 형상을 갖는 것을 채용하고 있고, 각 관통 구멍(47)을 형성하는 내벽면(47a)에 촉매(49)를 보유시킨 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 촉매벽(40)에 유입한 생성가스의 대부분은 생성 가스의 분해에 의해서 발생한 이산화탄소를 주성분으로 하는 혼합가스로 되고, 생성 가스의 농도가 극히 낮다.As described above, in the heat treatment apparatus 1 of this embodiment, most of the generated gas generated by heating the substrate W by the hot air supplied from the hot air supply means 14 into the heat treatment chamber 12 is the catalyst wall 40. It is oxidatively decomposed by the catalyst 49 held in the c). Here, in the heat treatment apparatus 1 of this embodiment, part or all of the downstream wall 20b constituting the heat treatment chamber 12 is formed as the catalyst wall 40, and the catalyst wall 40 is applied to the organic gas. A catalyst having a high catalytic activity such as platinum or palladium and a precious metal alloy is employed. The catalyst wall 40 adopts a honeycomb having a plurality of through holes 47 as the catalyst gas 48, and the catalyst is formed on the inner wall surface 47a forming the respective through holes 47. It has the structure which retained 49. For this reason, most of the generated gas which flowed into the catalyst wall 40 becomes a mixed gas whose main component is carbon dioxide which generate | occur | produced by decomposition | disassembly of product gas, and the density | concentration of product gas is extremely low.

또한, 열처리 장치(1)에서는 촉매벽(40)에 있어서 생성가스를 산화 분해할 때에 발생하는 반응열에 의해서 촉매벽(40)에서 분해된 이산화탄소를 주성분으로 하는 혼합가스가 가열되어, 고온으로 된다. 이 때문에, 열처리 장치(1)에서는, 열처리동작 중에 덕트(17)를 흐르는 혼합가스의 온도가 높고, 예를 들어 생성가스의 일부가 생성가스 분해수단에 있어서 다 분해하지 않고서 잔류하고 있었다고 해도 승화물이 거의 발생하지 않는다. In addition, in the heat treatment apparatus 1, a mixed gas mainly composed of carbon dioxide decomposed in the catalyst wall 40 is heated by the reaction heat generated when the generated gas is oxidatively decomposed in the catalyst wall 40, resulting in a high temperature. For this reason, in the heat treatment apparatus 1, even if the temperature of the mixed gas which flows through the duct 17 during a heat treatment operation | movement is high, for example, a part of product gas remained in the product gas decomposing means without decomposing | disassembling all, sublimation This rarely happens.

열처리 장치(1)에서는 촉매벽(40)에 있어서 산화 분해되어 고온으로 된 혼합가스가 덕트(17)를 흐르고, 열풍 공급수단(14)에 있어서 외부로부터 새롭게 도입된 외기와 혼합된다. 또한 열처리 장치(1)는 열처리실(12)을 통과하여, 촉매벽(40)에 있어서 산화 분해된 분해가스를 재가열하여 사용하는 것이며, 혼합가스의 대부분이 장치 내를 순환한다. 이 때문에, 열처리 장치(1)는 열처리실(12)에 공급되는 혼합가스를 소정 온도까지 가열하기 위해서 필요하게 되는 전력이 약간이라도 충분하여, 에너지 절약에 도움을 줄 수 있다. 또한, 열처리 장치(1)에서는 공기 합류부(16)에 있어서 외기와 혼합가스가 미리 혼합된 후에 열풍 공급수단(14)에 도입되기 때문에, 열풍 공급수단(14)으로부터 열처리실(12)에 도입되는 열풍의 온도 불균일함이 거의 없고, 기판(W)을 불균일함 없이 가열할 수 있다. In the heat treatment apparatus 1, the mixed gas which became oxidatively decomposed and high temperature in the catalyst wall 40 flows through the duct 17, and is mixed with the outside air newly introduced from the outside by the hot air supply means 14. In addition, the heat treatment apparatus 1 passes through the heat treatment chamber 12 and reheats and uses the decomposition gas oxidatively decomposed in the catalyst wall 40, and most of the mixed gas circulates in the apparatus. For this reason, the heat processing apparatus 1 is sufficient even if the electric power required in order to heat the mixed gas supplied to the heat processing chamber 12 to predetermined | prescribed temperature is enough, and can help energy saving. In addition, in the heat treatment apparatus 1, since the outside air and the mixed gas are mixed in advance in the air confluence unit 16, the hot air supply means 14 is introduced into the heat treatment chamber 12. There is almost no temperature nonuniformity of the hot air which becomes, and the board | substrate W can be heated without nonuniformity.

상기한 바와 같이, 혼합가스는 촉매벽(40)을 통과함으로써 산화 분해되어, 가열된다. 이 때문에, 촉매벽(40)을 통과한 직후의 혼합가스는 혼합가스의 농도 분포나 촉매벽(40)의 어떤 부위를 통과할지 등의 요인에 의해서 소정의 온도 분포가 발생하고 있을 가능성이 있다. 이러한 지견에 기초하여, 본 실시예의 열처리 장치(1)에서는 촉매벽(40)을 기판(W)이 적재되는 적재선반(55)보다도 하류측에 배치한 구성으로 하고 있다. 즉, 열처리 장치(1)는 열처리가 행하여지는 경우보다도 혼합가스의 흐름 방향 하류측의 영역에 촉매벽(40)이 배치되어 있고, 이 영역에서 산화 분해 반응을 하는 것이다. 이 때문에, 본 실시예의 열처리 장치(1)에서는 기판(W)이 노출되는 열풍의 온도 분포가 거의 균일하고, 기판(W)을 불균일함 없이 가 열할 수 있다. As described above, the mixed gas is oxidatively decomposed and heated by passing through the catalyst wall 40. For this reason, the predetermined temperature distribution may generate | occur | produce the mixed gas just after passing through the catalyst wall 40 based on factors, such as concentration distribution of mixed gas and what part of the catalyst wall 40 to pass. Based on this knowledge, in the heat treatment apparatus 1 of this embodiment, the catalyst wall 40 is arrange | positioned downstream from the loading shelf 55 on which the board | substrate W is mounted. That is, in the heat treatment apparatus 1, the catalyst wall 40 is arrange | positioned in the area | region downstream of the flow direction of mixed gas rather than the case where heat processing is performed, and it performs oxidative decomposition reaction in this area | region. For this reason, in the heat processing apparatus 1 of this embodiment, the temperature distribution of the hot air by which the board | substrate W is exposed is substantially uniform, and the board | substrate W can be heated without nonuniformity.

상기한 바와 같이, 열처리 장치(1)는 열처리실(12)내에서 발생한 생성 가스의 대부분이 촉매벽(40)에 있어서 분해되기 때문에, 승화물이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 열처리 장치(1)는 열처리동작을 계속하더라도 열처리 장치(1)내를 청정하게 유지할 수 있는 동시에, 셔터(10)나 문(7)을 열었을 때에 승화물이 열처리 장치(1)의 외부로 누출하여, 클린 룸 등을 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기한 열처리 장치(1)는 기판(W)에서 발생하는 생성가스의 흐름 방향 하류측에 위치하는 하류벽(20b)의 일부 또는 전부를 촉매벽(40)으로 형성한 것이고, 구성이 극히 단순하다. As described above, in the heat treatment apparatus 1, since most of the generated gas generated in the heat treatment chamber 12 is decomposed in the catalyst wall 40, the sublimation hardly occurs. Therefore, the heat treatment apparatus 1 can keep the inside of the heat treatment apparatus 1 clean even if the heat treatment operation is continued, and when the shutter 10 or the door 7 is opened, the sublimation moves to the outside of the heat treatment apparatus 1. Leakage and contamination of a clean room or the like can be prevented. In the heat treatment apparatus 1 described above, the catalyst wall 40 is formed by forming part or all of the downstream wall 20b located on the downstream side in the flow direction of the generated gas generated in the substrate W. simple.

상기 실시예의 열처리 장치(1)는 촉매벽(40)을 열처리실(12)의 하류측의 벽면을 구성하는 하류벽(20b)에 배치한 것이었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면 도 6에 도시하는 바와 같이 덕트(17)의 중도에 촉매벽(40)과 동일한 촉매 작용을 나타내는 생성가스 분해수단(70)을 설치한 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 생성가스 분해수단(70)은 덕트(17)의 중도이면 어떠한 장소에 설치되어도 좋지만, 문(7) 등과 같은 외기가 유입될 우려가 있는 부위보다도 혼합가스의 흐름 방향 상류측에 설치되어 있는 것이 바람직하다. Although the heat treatment apparatus 1 of the said Example arrange | positioned the catalyst wall 40 to the downstream wall 20b which comprises the wall surface of the downstream side of the heat treatment chamber 12, this invention is not limited to this, For example, For example, as shown in FIG. 6, the product gas decomposition means 70 exhibiting the same catalytic action as the catalyst wall 40 may be provided in the middle of the duct 17. In this case, the product gas decomposing means 70 may be provided at any place as long as it is in the middle of the duct 17. However, the product gas decomposing means 70 is provided upstream of the flow direction of the mixed gas rather than at a portion where outside air such as the door 7 may flow. It is desirable to have.

또한, 상기 실시예에 있어서 채용되어 있는 촉매벽(40)은 하니콤 형상의 촉매 기체(48)의 관통구멍(47)에 촉매(49)를 보유시킨 것이었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면 금속망 등의 통풍성을 갖는 소재로 제작한 케이스의 내부에 입자상 또는 펠릿상의 촉매를 충전한 것을 채용하여도 좋다. 이러한 구성 으로 한 경우라도, 기판(W)의 열처리에 동반하여 발생하는 생성가스를 확실하게 산화 분해할 수 있다. In addition, although the catalyst wall 40 employ | adopted in the said Example was having the catalyst 49 in the through-hole 47 of the honeycomb-shaped catalyst base 48, this invention is not limited to this. For example, a particle or pelletized catalyst filled in the case made of a material having air permeability such as a metal net may be employed. Even in such a configuration, it is possible to reliably oxidatively decompose the generated gas that accompanies the heat treatment of the substrate W.

상기 실시예에서는 촉매(49)로서 열처리(소성) 온도인 230℃ 내지 250℃의 분위기 온도 하에서 생성가스에 대하여 충분한 촉매활성을 나타내는 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등과 같은 귀금속이나 이들의 귀금속 합금과 같은 고가의 소재를 채용하고 있기 때문에, 촉매벽(40)이 비싸지는 경향이 있다. 이 때문에, 촉매벽(40)에 보유시키는 촉매(49)의 보유량을 열처리 시에 생성하는 생성 가스 농도에 따라서 최적화하면, 촉매(49)의 보유량을 억제할 수 있고, 열처리 장치(1)의 제조 비용을 보다 한층 저감시킬 수 있다. In the above embodiment, as the catalyst 49, precious metals such as platinum (Pt), palladium (Pd), or the like, and their precious metal alloys exhibiting sufficient catalytic activity with respect to the generated gas under an atmosphere temperature of 230 ° C to 250 ° C, which is a heat treatment (firing) temperature. Since the expensive material like this is adopted, the catalyst wall 40 tends to be expensive. For this reason, if the retention amount of the catalyst 49 held in the catalyst wall 40 is optimized in accordance with the concentration of the generated gas generated during the heat treatment, the retention amount of the catalyst 49 can be suppressed, thereby producing the heat treatment apparatus 1. The cost can be further reduced.

본 발명에 의하면, 비교적 단순한 구성으로 피가열물의 열처리 시에 발생하는 유기가스에 기인하는 승화물의 발생량 및 열처리에 요하는 소비 전력을 최소한으로 억제할 수 있는 열처리 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a heat treatment apparatus capable of minimizing the amount of sublimation generated due to organic gas generated during heat treatment of a heated object and the power consumption required for heat treatment with a relatively simple configuration.

Claims (11)

열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 열풍 공급수단에 있어서 발생하는 열풍이 도입되고, 상기 열풍에 의해서 피가열물을 가열하는 가열실을 갖고, Hot air supply means for supplying hot air, and hot air generated in the hot air supply means are introduced, and a heating chamber for heating the heated object by the hot air, 피가열물의 가열에 동반하여 발생한 생성가스가 흐르는 영역에는 상기 생성가스를 산화 분해하는 생성가스 분해수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. And a product gas decomposing means for oxidatively decomposing the product gas in a region in which the product gas generated by heating the heated object flows. 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 열풍 공급수단에 있어서 발생하는 열풍이 도입되고, 상기 열풍에 의해서 피가열물을 가열하는 가열실을 갖고, Hot air supply means for supplying hot air, and hot air generated in the hot air supply means are introduced, and a heating chamber for heating the heated object by the hot air, 가열실의 내부에는 피가열물이 배치되는 피가열물 배치영역이 있고, In the heating chamber, there is a heated object placement area in which the heated object is placed. 이 피가열물 배치영역보다도 열풍의 흐름 방향 하류측이며, 피가열물의 가열에 동반하여 발생한 생성가스가 흐르는 영역에는 상기 생성가스를 산화 분해하는 생성가스 분해수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus characterized in that the product gas decomposing means for oxidatively decomposing the generated gas is arranged in a region in which the generated gas generated along with the heating of the heated object flows on the downstream side in the flow direction of the hot air rather than the heated object arrangement region. . 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가열실은 열풍 공급수단과 연통시킨 상류벽과, 이것에 대향하는 하류벽과, 상류벽 및 하류벽에 대하여 교차하는 방향으로 넓어지는 구획벽에 의해서 둘러싸여 있고, 하류벽의 일부 또는 전부가 생성가스 분해수단에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. 3. The heating chamber according to claim 1 or 2, wherein the heating chamber is surrounded by an upstream wall communicating with the hot wind supply means, a downstream wall facing it, and a partition wall widening in a direction intersecting the upstream wall and the downstream wall, A part or all of the downstream wall is comprised by the product gas decomposition means, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단은 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것을 특징으로 하는 열처리 장치. 3. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the product gas decomposing means has a catalyst gas having a catalyst for promoting oxidative decomposition of the product gas. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단은 귀금속 또는 귀금속 합금을 포함하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것을 특징으로 하는 열처리 장치. 3. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the product gas decomposing means holds a catalyst containing a noble metal or a noble metal alloy in a catalyst gas. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단은 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것이며, 3. The product gas decomposing means according to claim 1 or 2, wherein the product gas decomposing means holds a catalyst in the catalyst gas for promoting oxidative decomposition of the product gas. 촉매 기체는 생성 가스의 유로가 다수 형성된 하니콤 형상의 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The catalyst gas is a heat treatment apparatus, characterized in that the honeycomb shape formed with a plurality of flow paths of the product gas. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단은 생성가스의 산화 분해를 촉진하는 촉매를 촉매 기체에 보유시킨 것이며, 3. The product gas decomposing means according to claim 1 or 2, wherein the product gas decomposing means holds a catalyst in the catalyst gas for promoting oxidative decomposition of the product gas. 촉매 기체는 생성가스의 유로가 다수 형성된 것으로, 두께가 30mm 이상 80mm 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The catalyst gas is formed of a plurality of flow paths of the product gas, the heat treatment apparatus characterized in that the thickness is in the range of 30mm or more and 80mm or less. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단에 있어서 발생한 분해가스를 열풍 공급수단으로 되돌리는 순환 유로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein a circulation passage for returning the cracked gas generated in the cracked gas generated means to the hot wind supply means is provided. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생성가스 분해수단이, 외기가 유입할 가능성이 있는 부위보다도 생성가스의 흐름 방향 상류측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the product gas decomposing means is provided on the upstream side in the flow direction of the product gas rather than a portion where outside air may flow. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열풍 공급수단은 생성가스 분해수단에 있어서 발생한 분해가스와, 외부로부터 도입된 공기를 포함하는 혼합가스를 가열하여, 가열실에 공급 가능한 것을 특징으로 하는 열처리 장치. 3. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the hot wind supply means heats a mixed gas including cracked gas generated in the product gas cracking means and air introduced from the outside, and supplies it to the heating chamber. . 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 피가열물은 평판 형상의 기판의 표면에 소정의 액체를 도포한 것을 특징으로 하는 열처리 장치. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heated object is coated with a predetermined liquid on the surface of a flat substrate.
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