Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6093136B2 - Heat treatment method and heat treatment apparatus - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6093136B2 - Heat treatment method and heat treatment apparatus - Google Patents

Heat treatment method and heat treatment apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6093136B2
JP6093136B2 JP2012212776A JP2012212776A JP6093136B2 JP 6093136 B2 JP6093136 B2 JP 6093136B2 JP 2012212776 A JP2012212776 A JP 2012212776A JP 2012212776 A JP2012212776 A JP 2012212776A JP 6093136 B2 JP6093136 B2 JP 6093136B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
processed
light
flash
microseconds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012212776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014067904A (en
Inventor
貴弘 木村
貴弘 木村
浩二 渋田
浩二 渋田
豊 鍬田
豊 鍬田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2012212776A priority Critical patent/JP6093136B2/en
Publication of JP2014067904A publication Critical patent/JP2014067904A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6093136B2 publication Critical patent/JP6093136B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

本発明は、樹脂を基材または接着剤として含む被処理体に対して光を照射することによって当該被処理体を加熱する熱処理方法および熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment method and a heat treatment apparatus for heating an object to be processed by irradiating light to the object to be processed containing a resin as a base material or an adhesive.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、不純物導入は半導体ウェハー内にpn接合を形成するための必須の工程である。現在、不純物導入は、イオン打ち込み法とその後のアニール法によってなされるのが一般的である。イオン打ち込み法は、ボロン(B)、ヒ素(As)、リン(P)といった不純物(ドーパント)の元素をイオン化させて高加速電圧で半導体ウェハーに衝突させて物理的に不純物注入を行う技術である。注入された不純物はアニール処理によって活性化される。   In the semiconductor device manufacturing process, impurity introduction is an indispensable step for forming a pn junction in a semiconductor wafer. Currently, impurities are generally introduced by ion implantation and subsequent annealing. The ion implantation method is a technique in which impurities (dopant) elements such as boron (B), arsenic (As), and phosphorus (P) are ionized and collided with a semiconductor wafer at a high acceleration voltage to physically perform impurity implantation. . The implanted impurities are activated by annealing.

近年、半導体デバイスのさらなる微細化の進展にともなって、より浅い接合が求められており、フラッシュランプアニール(FLA)によって不純物を極めて短時間加熱して拡散を抑制しつつ活性化させる技術が試みられている。しかし、フラッシュランプアニールにおいては、照射時間が極めて短く、強度の強いフラッシュ光を照射するが故に、ウェハーが割れたり、均一な温度分布が得られにくいという問題があった。   In recent years, with further progress in miniaturization of semiconductor devices, shallower junctions have been demanded, and a technique for activating while suppressing diffusion by heating impurities for a very short time by flash lamp annealing (FLA) has been attempted. ing. However, the flash lamp annealing has a problem that the irradiation time is extremely short and the flash light with high intensity is irradiated, so that the wafer is broken and it is difficult to obtain a uniform temperature distribution.

そこで、フラッシュランプとウェハーとの間に、透過率の調整された板状部材を設け、フラッシュランプから照射されるフラッシュ光の一部または全部を減光する技術が特許文献1,2に開示されている。   Therefore, Patent Documents 1 and 2 disclose a technique in which a plate-like member having an adjusted transmittance is provided between a flash lamp and a wafer so that part or all of flash light emitted from the flash lamp is reduced. ing.

特開2009−123807号公報JP 2009-123807 A 特開2009−260061号公報JP 2009-260061 A

一方、近年、電子ペーパーなどに代表される薄くてフレキシブルな電子機器が注目されている。このようなフレキシブルな電子機器の製造工程においても、樹脂などの基材の表面に電極などの機能層を積層した被処理体のアニール処理が必須となる。   On the other hand, in recent years, thin and flexible electronic devices such as electronic paper have attracted attention. Even in the manufacturing process of such a flexible electronic device, it is essential to anneal the object to be processed in which a functional layer such as an electrode is laminated on the surface of a substrate such as a resin.

従来、樹脂を基材とした被処理体のアニール処理は、比較的低温のオーブンによって数時間をかけて行うのが一般的であった。樹脂はシリコンやガラスの基板と比較して耐熱性が著しく低いため、オーブンの温度は比較的低温とせざるを得なかった。   Conventionally, it has been common to anneal an object to be processed using a resin as a base material in a relatively low temperature oven over several hours. Since the heat resistance of the resin is significantly lower than that of a silicon or glass substrate, the oven temperature has to be relatively low.

ところが、近年急速に展開されるフレキシブルな電子機器の種類によっては、機能層を樹脂の耐熱温度限界以上に加熱しなければならない場合もある。また、機能層の種類によっては、アニール時間を上述した半導体ウェハーの熱処理と同様に、より短時間としなければ所望の特性が得られないこともある。さらに、アニール時間に数時間を要すると、生産性が低くならざるを得ないという問題もあった。   However, depending on the types of flexible electronic devices that are rapidly deployed in recent years, the functional layer may need to be heated to a temperature higher than the heat resistant temperature limit of the resin. In addition, depending on the type of the functional layer, the desired characteristics may not be obtained unless the annealing time is shorter than the above-described heat treatment of the semiconductor wafer. Further, when annealing time takes several hours, there is a problem that productivity is inevitably lowered.

これらの課題を解決するため、樹脂を基材とした被処理体に対しても上述のフラッシュランプアニールを適用することが考えられる。フラッシュランプアニールであれば、アニール時間は極めて短く、被処理体表層の機能層のみを選択的に加熱することも可能である。   In order to solve these problems, it is conceivable to apply the above-described flash lamp annealing also to an object to be processed based on a resin. In the case of flash lamp annealing, the annealing time is extremely short, and it is possible to selectively heat only the functional layer on the surface of the object to be processed.

しかしながら、フラッシュ光を照射した瞬間は被処理体表層の機能層のみが加熱されたとしても、その機能層からの伝熱によって下地の樹脂基材が耐熱温度以上に加熱されるおそれがある。特に、フレキシブルデバイスなどの場合、機能層の膜厚が数10nm〜数100nmであることが多く、フラッシュ光照射によって機能層の表面が加熱されると容易に下地の基材に熱伝導する。その結果、樹脂の基材が熱ダメージを受けて損傷するという問題は完全には解消されないこととなる。   However, even if only the functional layer on the surface of the object to be processed is heated at the moment of irradiation with flash light, the underlying resin base material may be heated to a temperature higher than the heat-resistant temperature by heat transfer from the functional layer. In particular, in the case of a flexible device or the like, the thickness of the functional layer is often several tens to several hundreds of nanometers, and when the surface of the functional layer is heated by flash light irradiation, it easily conducts heat to the base material. As a result, the problem that the resin base material is damaged due to thermal damage cannot be completely solved.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被処理体に含まれる樹脂を損傷することなく、被処理体を光照射加熱することができる熱処理方法および熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat treatment method and a heat treatment apparatus that can heat and irradiate an object to be processed without damaging a resin contained in the object to be processed. And

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、表層よりも下側に樹脂を含む被処理体に対して光を照射することによって当該被処理体を加熱する熱処理方法において、前記被処理体は基材をエポキシ樹脂の接着剤にて貼設した構造を含み、前記被処理体の表層には前記基材の上面に金属ナノインクの機能層が積層され、前記被処理体の表層に対して10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射して前記被処理体を加熱することを特徴とする。 To solve the above problems, a first aspect of the invention, in the heat treatment method of heating the object to be processed by irradiating light to the object to be processed comprising a resin below the surface layer, the object to be processed Includes a structure in which a base material is pasted with an adhesive of an epoxy resin, and a functional layer of metal nano-ink is laminated on an upper surface of the base material on a surface layer of the base material , The object to be processed is heated by irradiation with flash light at an irradiation time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less.

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る熱処理方法において、前記フラッシュ光をフィルタを透過させて前記被処理体に照射することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the first aspect of the present invention, the flash light is transmitted through a filter to irradiate the object to be processed.

また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係る熱処理方法において、前記フィルタを透過させることにより前記フラッシュ光から所定の波長域をカットして前記被処理体に照射することを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the heat treatment method according to the invention of claim 2, a predetermined wavelength region is cut from the flash light by passing through the filter and irradiated to the object to be processed. To do.

また、請求項4の発明は、請求項3の発明に係る熱処理方法において、前記フラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットすることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the third aspect of the present invention, ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut from the flash light.

また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記被処理体は樹脂の基材を含むことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the heat treatment method according to any one of the first to fourth aspects, the object to be processed includes a resin base material.

また、請求項の発明は、表層よりも下側に樹脂を含む被処理体に対して光を照射することによって当該被処理体を加熱する熱処理装置において、前記被処理体は基材をエポキシ樹脂の接着剤にて貼設した構造を含み、前記被処理体の表層には前記基材の上面に金属ナノインクの機能層が積層され、前記被処理体を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記被処理体の表層にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記フラッシュランプの発光を制御してフラッシュ光の照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とする発光制御手段と、を備えることを特徴とする。 The invention of claim 6 is epoxy in the heat treatment apparatus for heating the object to be processed by irradiating light to the object to be processed comprising a resin below the surface, the workpiece is a substrate A holding means for holding the object to be processed , wherein the surface layer of the object to be processed is laminated with a functional layer of metal nano-ink on the upper surface of the substrate ; A flash lamp for irradiating the surface layer of the object to be processed held by the flash light, and a light emission control means for controlling the light emission of the flash lamp so that the flash light irradiation time is 10 to 100 microseconds, It is characterized by providing.

また、請求項の発明は、請求項の発明に係る熱処理装置において、前記保持手段と前記フラッシュランプとの間に設けられたフィルタをさらに備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the apparatus further comprises a filter provided between the holding means and the flash lamp.

また、請求項の発明は、請求項の発明に係る熱処理装置において、前記フィルタは、前記フラッシュ光から所定の波長域をカットすることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the seventh aspect of the present invention, the filter cuts a predetermined wavelength region from the flash light.

また、請求項の発明は、請求項の発明に係る熱処理装置において、前記フィルタは、前記フラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットすることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the eighth aspect of the invention, the filter cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less from the flash light.

また、請求項10の発明は、請求項から請求項のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記被処理体は樹脂の基材を含むことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to any of the sixth to ninth aspects, the object to be processed includes a resin base material.

請求項1から請求項の発明によれば、被処理体の表層に対して10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射して当該被処理体を加熱するため、被処理体の表層から樹脂への熱伝導は最小限に抑制され、被処理体に含まれる樹脂を損傷することなく、被処理体を光照射加熱することができる。 According to the first to fifth aspects of the present invention, the surface of the object to be treated is irradiated with flash light at an irradiation time of 10 to 100 microseconds to heat the object to be treated. Heat conduction from the surface layer of the treatment object to the resin is minimized, and the treatment object can be irradiated and heated without damaging the resin contained in the treatment object.

特に、請求項3の発明によれば、フィルタを透過させることによりフラッシュ光から所定の波長域をカットして被処理体に照射するため、当該波長域の光によって樹脂を損傷することが防止される。   In particular, according to the invention of claim 3, since the predetermined wavelength region is cut from the flash light by passing through the filter and irradiated to the object to be processed, the resin is prevented from being damaged by the light in the wavelength region. The

また、請求項から請求項10の発明によれば、フラッシュランプの発光を制御してフラッシュ光の照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とするため、被処理体の表層から樹脂への熱伝導は最小限に抑制され、被処理体に含まれる樹脂を損傷することなく、被処理体を光照射加熱することができる。 Further, according to the inventions of claims 6 to 10 , in order to control the light emission of the flash lamp so that the irradiation time of the flash light is not less than 10 microseconds and not more than 100 microseconds, Heat conduction is suppressed to a minimum, and the object to be processed can be heated by light irradiation without damaging the resin contained in the object to be processed.

特に、請求項の発明によれば、フィルタがフラッシュ光から所定の波長域をカットするため、当該波長域の光によって樹脂を損傷することが防止される。 In particular, according to the invention of claim 8 , since the filter cuts a predetermined wavelength range from the flash light, the resin is prevented from being damaged by the light in the wavelength range.

本発明に係る熱処理装置の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the heat processing apparatus which concerns on this invention. フラッシュランプの駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit of a flash lamp. 図1の熱処理装置における被処理体の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the to-be-processed object in the heat processing apparatus of FIG. 被処理体の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a to-be-processed object. 被処理体の機能層の温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change of the functional layer of a to-be-processed object. フラッシュランプの発光時間制御を説明する図である。It is a figure explaining the light emission time control of a flash lamp. キセノンのフラッシュランプの放射分光分布を示す図である。It is a figure which shows the radiation spectral distribution of the flash lamp of xenon. 被処理体の構造の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the structure of a to-be-processed object. フラッシュランプの配列の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the arrangement | sequence of a flash lamp.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る熱処理装置1の要部構成を示す図である。この熱処理装置1は、樹脂を基材とした被処理体8に対して光を照射することによって、その被処理体8を加熱する装置である。熱処理装置1は、主たる要素として、被処理体8を収容するチャンバー10と、被処理体8を保持する保持プレート20と、被処理体8にフラッシュ光を照射する加熱光源70と、光学フィルタ60と、を備える。また、熱処理装置1は、装置に設けられた各種動作機構を制御して処理を進行させる制御部3を備える。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。   FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 is an apparatus that heats an object to be processed 8 by irradiating the object 8 with a resin as a base material with light. The heat treatment apparatus 1 includes, as main elements, a chamber 10 that accommodates the object 8 to be processed, a holding plate 20 that holds the object 8 to be processed, a heating light source 70 that irradiates the object 8 with flash light, and an optical filter 60. And comprising. The heat treatment apparatus 1 also includes a control unit 3 that controls various operation mechanisms provided in the apparatus to advance the process. In FIG. 1 and the subsequent drawings, the size and number of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

チャンバー10は、加熱光源70の下方に設けられており、チャンバー側壁11およびチャンバー底部12によって構成される。チャンバー底部12は、チャンバー側壁11の下部を覆う。チャンバー側壁11およびチャンバー底部12によって囲まれる空間が熱処理空間15として規定される。また、チャンバー10の上部開口にはチャンバー窓18が装着されて閉塞されている。   The chamber 10 is provided below the heating light source 70, and includes a chamber side wall 11 and a chamber bottom 12. The chamber bottom 12 covers the lower part of the chamber side wall 11. A space surrounded by the chamber side wall 11 and the chamber bottom 12 is defined as a heat treatment space 15. A chamber window 18 is attached to the upper opening of the chamber 10 to close it.

チャンバー10の天井部を構成するチャンバー窓18は、石英により形成された板状部材であり、加熱光源70から照射された光を熱処理空間15に透過する石英窓として機能する。チャンバー10の本体を構成するチャンバー側壁11およびチャンバー底部12は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されている。   The chamber window 18 constituting the ceiling portion of the chamber 10 is a plate-like member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits the light irradiated from the heating light source 70 to the heat treatment space 15. The chamber side wall 11 and the chamber bottom 12 constituting the main body of the chamber 10 are formed of a metal material having excellent strength and heat resistance such as stainless steel, for example.

また、熱処理空間15の気密性を維持するために、チャンバー窓18とチャンバー側壁11とは図示省略のOリングによってシールされている。すなわち、チャンバー窓18の下面周縁部とチャンバー側壁11との間にOリングを挟み込み、これらの隙間から気体が流出入するのを防いでいる。   Further, in order to maintain the airtightness of the heat treatment space 15, the chamber window 18 and the chamber side wall 11 are sealed by an O-ring (not shown). That is, an O-ring is sandwiched between the peripheral edge of the lower surface of the chamber window 18 and the chamber side wall 11 to prevent gas from flowing in and out from these gaps.

チャンバー10の内部には保持プレート20が設けられている。保持プレート20は、金属製(例えば、アルミニウム製)の平坦な板状部材である。保持プレート20は、チャンバー10内にて被処理体8を載置して水平姿勢に保持する。また、保持プレート20はヒータ21を内蔵する。ヒータ21は、ニクロム線などの抵抗加熱線で構成されており、図外の電力供給源からの電力供給を受けて発熱し、保持プレート20を加熱する。なお、保持プレート20には、ヒータ21に加えて、水冷管等の冷却機構を設けるようにしても良い。   A holding plate 20 is provided inside the chamber 10. The holding plate 20 is a flat plate member made of metal (for example, aluminum). The holding plate 20 places the workpiece 8 in the chamber 10 and holds it in a horizontal posture. In addition, the holding plate 20 includes a heater 21. The heater 21 is configured by a resistance heating wire such as a nichrome wire, and generates heat when receiving power supply from a power supply source (not shown) to heat the holding plate 20. In addition to the heater 21, the holding plate 20 may be provided with a cooling mechanism such as a water cooling tube.

保持プレート20には、熱電対を用いて構成された図示省略の温度センサが設けられている。温度センサは保持プレート20の上面近傍の温度を測定し、その測定結果は制御部3に伝達される。制御部3は、温度センサによる測定結果に基づいて、ヒータ21の出力を制御し、保持プレート20を所定の温度とする。保持プレート20に保持された被処理体8は、保持プレート20によって所定の温度に加熱されることとなる。   The holding plate 20 is provided with a temperature sensor (not shown) configured using a thermocouple. The temperature sensor measures the temperature near the upper surface of the holding plate 20, and the measurement result is transmitted to the control unit 3. The control unit 3 controls the output of the heater 21 based on the measurement result by the temperature sensor, and sets the holding plate 20 to a predetermined temperature. The workpiece 8 held on the holding plate 20 is heated to a predetermined temperature by the holding plate 20.

また、熱処理装置1は、チャンバー10内の熱処理空間15に処理ガスを供給するガス供給機構40および熱処理空間15から雰囲気の排気を行う排気機構50を備える。ガス供給機構40は、処理ガス供給源41、供給配管42および供給バルブ43を備える。供給配管42の先端側はチャンバー10内の熱処理空間15に連通接続され、基端側は処理ガス供給源41に接続される。供給配管42の経路途中に供給バルブ43が設けられる。供給バルブ43を開放することによって、処理ガス供給源41から熱処理空間15に処理ガスが供給される。処理ガス供給源41は、被処理体8の種類や処理目的に応じた適宜の処理ガスを供給することが可能であるが、本実施形態では窒素ガス(N)を供給する。 Further, the heat treatment apparatus 1 includes a gas supply mechanism 40 that supplies a treatment gas to the heat treatment space 15 in the chamber 10 and an exhaust mechanism 50 that exhausts the atmosphere from the heat treatment space 15. The gas supply mechanism 40 includes a processing gas supply source 41, a supply pipe 42 and a supply valve 43. The distal end side of the supply pipe 42 is connected to the heat treatment space 15 in the chamber 10, and the proximal end side is connected to the processing gas supply source 41. A supply valve 43 is provided in the course of the supply pipe 42. By opening the supply valve 43, the processing gas is supplied from the processing gas supply source 41 to the heat treatment space 15. The processing gas supply source 41 can supply an appropriate processing gas according to the type of the object to be processed 8 and the processing purpose. In the present embodiment, the processing gas supply source 41 supplies nitrogen gas (N 2 ).

排気機構50は、排気装置51、排気配管52および排気バルブ53を備える。排気配管52の先端側はチャンバー10内の熱処理空間15に連通接続され、基端側は排気装置51に接続される。排気配管52の経路途中に排気バルブ53が設けられる。排気装置51としては、真空ポンプや熱処理装置1が設置される工場の排気ユーティリティを用いることができる。排気装置51を作動させつつ、排気バルブ53を開放することによって、熱処理空間15の雰囲気を装置外に排出することができる。これらガス供給機構40および排気機構50によって、熱処理空間15の雰囲気を調整することができる。   The exhaust mechanism 50 includes an exhaust device 51, an exhaust pipe 52, and an exhaust valve 53. The distal end side of the exhaust pipe 52 is connected to the heat treatment space 15 in the chamber 10, and the proximal end side is connected to the exhaust device 51. An exhaust valve 53 is provided in the course of the exhaust pipe 52. As the exhaust device 51, an exhaust utility of a factory where the vacuum pump or the heat treatment device 1 is installed can be used. By opening the exhaust valve 53 while operating the exhaust device 51, the atmosphere of the heat treatment space 15 can be discharged out of the device. The atmosphere of the heat treatment space 15 can be adjusted by the gas supply mechanism 40 and the exhaust mechanism 50.

加熱光源70は、チャンバー10の上方に設けられている。加熱光源70は、複数本(図1では図示の便宜上11本としているが、これに限定されるものではない)のフラッシュランプFLと、それら全体の上方を覆うように設けられたリフレクタ72と、を備えて構成される。加熱光源70は、チャンバー10内にて保持プレート20に保持される被処理体8に対して後述する光学フィルタ60および石英のチャンバー窓18を介してフラッシュランプFLからフラッシュ光を照射する。複数のフラッシュランプFLは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が水平方向に沿って互いに平行となるように平面状に配列されている。   The heating light source 70 is provided above the chamber 10. The heating light source 70 includes a plurality of flash lamps FL (11 for convenience of illustration in FIG. 1, but is not limited thereto), a reflector 72 provided so as to cover the entire upper part, It is configured with. The heating light source 70 irradiates flash light from the flash lamp FL through the optical filter 60 and the quartz chamber window 18 described later to the object 8 to be processed held by the holding plate 20 in the chamber 10. The plurality of flash lamps FL are rod-shaped lamps each having a long cylindrical shape, and are arranged in a plane so that their longitudinal directions are parallel to each other along the horizontal direction.

図2は、フラッシュランプFLの駆動回路を示す図である。同図に示すように、コンデンサ93と、コイル94と、フラッシュランプFLと、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)96とが直列に接続されている。また、図2に示すように、制御部3は、パルス発生器31および波形設定部32を備えるとともに、入力部33に接続されている。入力部33としては、キーボード、マウス、タッチパネル等の種々の公知の入力機器を採用することができる。入力部33からの入力内容に基づいて波形設定部32がパルス信号の波形を設定し、その波形に従ってパルス発生器31がパルス信号を発生する。   FIG. 2 is a diagram showing a driving circuit for the flash lamp FL. As shown in the figure, a capacitor 93, a coil 94, a flash lamp FL, and an IGBT (insulated gate bipolar transistor) 96 are connected in series. As shown in FIG. 2, the control unit 3 includes a pulse generator 31 and a waveform setting unit 32 and is connected to an input unit 33. As the input unit 33, various known input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel can be employed. The waveform setting unit 32 sets the waveform of the pulse signal based on the input content from the input unit 33, and the pulse generator 31 generates the pulse signal according to the waveform.

本実施形態では、フラッシュランプFLとしてキセノンフラッシュランプを用いている。フラッシュランプFLは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部に陽極および陰極が配設された棒状のガラス管(放電管)92と、該ガラス管92の外周面上に付設されたトリガー電極91とを備える。コンデンサ93には、電源ユニット95によって所定の電圧が印加され、その印加電圧(充電電圧)に応じた電荷が充電される。また、トリガー電極91にはトリガー回路97から高電圧を印加することができる。トリガー回路97がトリガー電極91に電圧を印加するタイミングは制御部3によって制御される。   In the present embodiment, a xenon flash lamp is used as the flash lamp FL. The flash lamp FL includes a rod-shaped glass tube (discharge tube) 92 in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode are disposed at both ends thereof, and a trigger electrode provided on the outer peripheral surface of the glass tube 92. 91. A predetermined voltage is applied to the capacitor 93 by the power supply unit 95, and a charge corresponding to the applied voltage (charging voltage) is charged. A high voltage can be applied to the trigger electrode 91 from the trigger circuit 97. The timing at which the trigger circuit 97 applies a voltage to the trigger electrode 91 is controlled by the control unit 3.

IGBT96は、ゲート部にMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor)を組み込んだバイポーラトランジスタであり、大電力を取り扱うのに適したスイッチング素子である。IGBT96のゲートには制御部3のパルス発生器31からパルス信号が印加される。IGBT96のゲートに所定値以上の電圧(Highの電圧)が印加されるとIGBT96がオン状態となり、所定値未満の電圧(Lowの電圧)が印加されるとIGBT96がオフ状態となる。このようにして、フラッシュランプFLを含む駆動回路はIGBT96によってオンオフされる。IGBT96がオンオフすることによってフラッシュランプFLと対応するコンデンサ93との接続が断続される。   The IGBT 96 is a bipolar transistor in which a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is incorporated in a gate portion, and is a switching element suitable for handling high power. A pulse signal is applied from the pulse generator 31 of the control unit 3 to the gate of the IGBT 96. The IGBT 96 is turned on when a voltage higher than a predetermined value (High voltage) is applied to the gate of the IGBT 96, and the IGBT 96 is turned off when a voltage lower than the predetermined value (Low voltage) is applied. In this way, the drive circuit including the flash lamp FL is turned on / off by the IGBT 96. When the IGBT 96 is turned on / off, the connection between the flash lamp FL and the corresponding capacitor 93 is interrupted.

コンデンサ93が充電された状態でIGBT96がオン状態となってガラス管92の両端電極に高電圧が印加されたとしても、キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管92内に電気は流れない。しかしながら、トリガー回路97がトリガー電極91に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には両端電極間の放電によってガラス管92内に電流が瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。   Even if the IGBT 96 is turned on while the capacitor 93 is charged and a high voltage is applied to both end electrodes of the glass tube 92, the xenon gas is electrically an insulator, so that the glass is normal in the state. No electricity flows in the tube 92. However, when the trigger circuit 97 applies a high voltage to the trigger electrode 91 to break the insulation, an electric current instantaneously flows in the glass tube 92 due to the discharge between the both end electrodes, and excitation of the xenon atoms or molecules at that time Emits light.

また、リフレクタ72は、複数のフラッシュランプFLの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ72の基本的な機能は、複数のフラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光を熱処理空間15の側に反射するというものである。   Further, the reflector 72 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover all of them. The basic function of the reflector 72 is to reflect the flash light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the heat treatment space 15.

チャンバー10のチャンバー窓18と加熱光源70との間に光学フィルタ60が配設されている。本実施形態の光学フィルタ60は、石英ガラスにバリウム(Ba)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、カドミウム(Cd)などの金属を溶解させて形成される板状の光学部材である。より詳細には、石英ガラスにバリウム、ヒ素、アンチモン、カドミウムからなる群より選択された少なくとも1以上の金属を溶解させて含有させる。石英ガラスに金属成分を含有させることにより、光学フィルタ60を透過する光から所定の波長域の光が反射または吸収されてカット(遮光)される。カットされる波長域は、石英ガラスに溶解させる金属の種類に依存する。本実施形態の光学フィルタ60は、波長400nm以下の紫外光をカットする。   An optical filter 60 is disposed between the chamber window 18 of the chamber 10 and the heating light source 70. The optical filter 60 of the present embodiment is a plate-like optical member formed by dissolving a metal such as barium (Ba), arsenic (As), antimony (Sb), cadmium (Cd) in quartz glass. More specifically, at least one metal selected from the group consisting of barium, arsenic, antimony and cadmium is dissolved and contained in quartz glass. By including a metal component in quartz glass, light in a predetermined wavelength region is reflected or absorbed from light transmitted through the optical filter 60 and cut (shielded). The wavelength range to be cut depends on the type of metal dissolved in the quartz glass. The optical filter 60 of the present embodiment cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less.

チャンバー10と加熱光源70との間に光学フィルタ60を設けることによって、フラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光が光学フィルタ60を透過するときに、波長400nm以下の紫外光がカットされる。そして、残る波長400nm以上の波長域の成分を有するフラッシュ光が光学フィルタ60を透過して保持プレート20に保持された被処理体8に照射されることとなる。   By providing the optical filter 60 between the chamber 10 and the heating light source 70, when the flash light emitted from the flash lamp FL passes through the optical filter 60, ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut. Then, the remaining flash light having a wavelength region of 400 nm or longer is transmitted through the optical filter 60 and irradiated onto the object to be processed 8 held on the holding plate 20.

制御部3は、熱処理装置1に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部3のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部3は、各種演算処理を行うCPU、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAMおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部3のCPUが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置1における処理が進行する。また、図2に示したように、制御部3は、パルス発生器31および波形設定部32を備える。上述のように、入力部33からの入力内容に基づいて、波形設定部32がパルス信号の波形を設定し、それに従ってパルス発生器31がIGBT96のゲートにパルス信号を出力する。   The control unit 3 controls the various operation mechanisms provided in the heat treatment apparatus 1. The configuration of the control unit 3 as hardware is the same as that of a general computer. That is, the control unit 3 stores a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various information, control software, data, and the like. It is configured with a magnetic disk. The processing in the heat treatment apparatus 1 proceeds as the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program. As shown in FIG. 2, the control unit 3 includes a pulse generator 31 and a waveform setting unit 32. As described above, the waveform setting unit 32 sets the waveform of the pulse signal based on the input content from the input unit 33, and the pulse generator 31 outputs the pulse signal to the gate of the IGBT 96 in accordance therewith.

上記の構成以外にも熱処理装置1には、種々の構成要素が適宜設けられる。例えば、チャンバー側壁11には、被処理体8を搬入出するための搬送開口部が形設されている。また、フラッシュランプFLからの光照射による過剰な温度上昇を防止するために、チャンバー側壁11に水冷管を設けるようにしても良い。さらに、フラッシュ光を吸収することによる光学フィルタ60の加熱を防止するために、光学フィルタ60に冷却エアを吹き付ける機構を設けるようにしても良い。   In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 is appropriately provided with various components. For example, the chamber side wall 11 is formed with a transfer opening for loading and unloading the workpiece 8. Further, in order to prevent an excessive temperature rise due to light irradiation from the flash lamp FL, a water cooling tube may be provided on the chamber side wall 11. Furthermore, in order to prevent heating of the optical filter 60 due to absorption of flash light, a mechanism for blowing cooling air to the optical filter 60 may be provided.

次に、上記構成を有する熱処理装置1における被処理体8の処理手順について説明する。図3は、熱処理装置1における被処理体8の処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する熱処理装置1の処理手順は、制御部3が熱処理装置1の各動作機構を制御することにより進行する。   Next, the process procedure of the to-be-processed object 8 in the heat processing apparatus 1 which has the said structure is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for the object 8 to be processed in the heat treatment apparatus 1. The processing procedure of the heat treatment apparatus 1 described below proceeds by the control unit 3 controlling each operation mechanism of the heat treatment apparatus 1.

まず、チャンバー10内に被処理体8が搬入される(ステップS1)。被処理体8の搬入は、熱処理装置1外部の搬送ロボットによって行うようにしても良いし、手動にて行うようにしても良い。図4は、被処理体8の構造を示す断面図である。本実施形態の被処理体8は、樹脂の基材81の上面に機能層82を積層して構成される。基材81の樹脂としては、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)などを採用することができる。また、機能層82は、電極形成用の銀(Ag)のナノインクの層である。図4に示すように、被処理体8は、表層に機能層82を形成しており、表層よりも下側に樹脂の基材81を含む。   First, the workpiece 8 is carried into the chamber 10 (step S1). The workpiece 8 may be carried in by a transfer robot outside the heat treatment apparatus 1 or manually. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the workpiece 8. The target object 8 of the present embodiment is configured by laminating a functional layer 82 on the upper surface of a resin base material 81. As the resin of the substrate 81, PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate), or the like can be employed. The functional layer 82 is a layer of silver (Ag) nano-ink for electrode formation. As shown in FIG. 4, the workpiece 8 has a functional layer 82 formed on the surface layer, and includes a resin base material 81 below the surface layer.

チャンバー10内に搬入された被処理体8は保持プレート20の上面に載置されて保持される(ステップS2)。被処理体8は、機能層82が形成された表面を上面側に向けて保持プレート20に保持される。保持プレート20の上面は、内蔵するヒータ21によって予め所定温度に加熱されている。保持プレート20の上面温度は制御部3によって制御されている。被処理体8は保持プレート20に載置されることによって熱伝導により加熱される。   The workpiece 8 carried into the chamber 10 is placed and held on the upper surface of the holding plate 20 (step S2). The workpiece 8 is held by the holding plate 20 with the surface on which the functional layer 82 is formed facing the upper surface side. The upper surface of the holding plate 20 is heated in advance to a predetermined temperature by a built-in heater 21. The upper surface temperature of the holding plate 20 is controlled by the control unit 3. The object 8 is heated by heat conduction by being placed on the holding plate 20.

また、被処理体8がチャンバー10内に搬入されて、熱処理空間15が密閉空間とされた後、チャンバー10内の雰囲気調整が行われる(ステップS3)。本実施形態では、ガス供給機構40からチャンバー10内の熱処理空間15に窒素ガスを供給するとともに、排気機構50による排気を行う。これにより、チャンバー10内に窒素ガスの気流が形成され、熱処理空間15が窒素雰囲気に置換される。   Further, after the object to be processed 8 is carried into the chamber 10 and the heat treatment space 15 is closed, the atmosphere in the chamber 10 is adjusted (step S3). In the present embodiment, nitrogen gas is supplied from the gas supply mechanism 40 to the heat treatment space 15 in the chamber 10 and exhaust is performed by the exhaust mechanism 50. Thereby, an air flow of nitrogen gas is formed in the chamber 10, and the heat treatment space 15 is replaced with a nitrogen atmosphere.

図5は、被処理体8の機能層82の温度変化を示す図である。時刻t1に被処理体8がチャンバー10内に搬入され、時刻t2にその被処理体8が保持プレート20に保持される。これにより、時刻t2に保持プレート20による被処理体8の予備加熱(アシスト加熱)が開始され、時刻t3に被処理体8の温度が所定の予備加熱温度T1に到達する。被処理体8が保持プレート20によって加熱されるときには、樹脂の基材81および機能層82を含む被処理体8の全体がほぼ均一に加熱される。従って、この予備加熱の段階では、基材81および機能層82がともに同様に予備加熱温度T1にまで昇温する。予備加熱温度T1は、樹脂の基材81に熱的ダメージを与えない範囲(PEN、PETであれば約120℃以下)で適宜に設定される。   FIG. 5 is a diagram showing a temperature change of the functional layer 82 of the workpiece 8. The object 8 is carried into the chamber 10 at time t1, and the object 8 is held on the holding plate 20 at time t2. Thus, preheating (assist heating) of the object to be processed 8 by the holding plate 20 is started at time t2, and the temperature of the object to be processed 8 reaches a predetermined preheating temperature T1 at time t3. When the workpiece 8 is heated by the holding plate 20, the entire workpiece 8 including the resin base material 81 and the functional layer 82 is heated almost uniformly. Accordingly, in this preheating stage, both the base material 81 and the functional layer 82 are similarly heated to the preheating temperature T1. The preheating temperature T1 is appropriately set within a range that does not cause thermal damage to the resin base material 81 (about 120 ° C. or less for PEN and PET).

続いて、被処理体8の温度が予備加熱温度T1に到達した後、時刻t4に制御部3の制御により加熱光源70のフラッシュランプFLから保持プレート20に保持された被処理体8へ向けてフラッシュ光が照射される(ステップS4)。フラッシュランプFLがフラッシュ光照射を行うに際しては、予め電源ユニット95によってコンデンサ93に電荷を蓄積しておく。そして、コンデンサ93に電荷が蓄積された状態にて、制御部3のパルス発生器31からIGBT96にパルス信号を出力してIGBT96をオンオフ駆動する。   Subsequently, after the temperature of the object 8 reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 controls the flash lamp FL of the heating light source 70 toward the object 8 held on the holding plate 20 at time t4. Flash light is irradiated (step S4). When the flash lamp FL irradiates flash light, the electric power is accumulated in the capacitor 93 by the power supply unit 95 in advance. Then, in a state where charges are accumulated in the capacitor 93, a pulse signal is output from the pulse generator 31 of the control unit 3 to the IGBT 96 to drive the IGBT 96 on and off.

パルス信号の波形は、パルス幅の時間(オン時間)とパルス間隔の時間(オフ時間)とをパラメータとして順次設定したレシピを入力部33から入力することによって規定することができる。本実施形態においては、10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下のオン時間とその後の任意のオフ時間とを設定、つまり幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の1パルスを設定したレシピを装置のオペレータが入力部33から入力する。このようなレシピを入力部33から制御部3に入力すると、それに従って制御部3の波形設定部32は幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となる1パルス分のパルス波形を設定する。そして、波形設定部32によって設定されたパルス波形に従ってパルス発生器31がパルス信号を出力する。その結果、IGBT96のゲートには幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となる1パルス分のパルス信号が印加され、IGBT96のオンオフ駆動が制御されることとなる。具体的には、IGBT96のゲートに入力されるパルス信号がオンのときにはIGBT96がオン状態となり、パルス信号がオフのときにはIGBT96がオフ状態となる。本実施形態では、IGBT96のゲートに幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となる1パルス分のパルス信号が印加されるため、IGBT96は10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下オン状態となった後にオフ状態となる。   The waveform of the pulse signal can be defined by inputting from the input unit 33 a recipe in which the pulse width time (on time) and the pulse interval time (off time) are sequentially set as parameters. In this embodiment, an on-time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less and an arbitrary off time thereafter are set, that is, a recipe in which one pulse having a width of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less is set. Is input from the input unit 33. When such a recipe is input from the input unit 33 to the control unit 3, the waveform setting unit 32 of the control unit 3 sets a pulse waveform for one pulse having a width of 10 microseconds to 100 microseconds accordingly. Then, the pulse generator 31 outputs a pulse signal according to the pulse waveform set by the waveform setting unit 32. As a result, a pulse signal for one pulse having a width of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less is applied to the gate of the IGBT 96, and the on / off driving of the IGBT 96 is controlled. Specifically, the IGBT 96 is turned on when the pulse signal input to the gate of the IGBT 96 is on, and the IGBT 96 is turned off when the pulse signal is off. In this embodiment, since a pulse signal for one pulse whose width is 10 to 100 microseconds is applied to the gate of the IGBT 96, the IGBT 96 is turned off after being turned on for 10 to 100 microseconds. It becomes a state.

また、パルス発生器31から出力するパルス信号がオンになるタイミングと同期して制御部3がトリガー回路97を制御してトリガー電極91に高電圧(トリガー電圧)を印加する。コンデンサ93に電荷が蓄積された状態にてIGBT96のゲートにパルス信号が入力され、かつ、そのパルス信号がオンになるタイミングと同期してトリガー電極91に高電圧が印加されることにより、パルス信号がオンのときにガラス管92内の両端電極間で電流が流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。   Further, in synchronization with the timing when the pulse signal output from the pulse generator 31 is turned on, the control unit 3 controls the trigger circuit 97 to apply a high voltage (trigger voltage) to the trigger electrode 91. A pulse signal is input to the gate of the IGBT 96 in a state where electric charges are accumulated in the capacitor 93 and a high voltage is applied to the trigger electrode 91 in synchronization with the timing when the pulse signal is turned on. When is turned on, a current flows between both end electrodes in the glass tube 92, and light is emitted by excitation of the xenon atoms or molecules at that time.

このように、制御部3からIGBT96のゲートに幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となる1パルス分のパルス信号を出力するとともに、該パルス信号がオンになるタイミングと同期してトリガー電極91に高電圧を印加することにより、フラッシュランプFLに電流が流れてフラッシュ光が放射される。そして、該パルス信号がオフになると、IGBT96もオフ状態となり、フラッシュランプFLに流れる電流が遮断されてフラッシュ光の放射も停止される。このようにして、フラッシュランプFLに10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の通電時間にて電流を流し、フラッシュランプFLの発光時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下としてるのである。   In this manner, the control unit 3 outputs a pulse signal for one pulse having a width of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less to the gate of the IGBT 96, and the trigger electrode 91 is synchronized with the timing when the pulse signal is turned on. When a high voltage is applied to the current, a current flows through the flash lamp FL, and flash light is emitted. When the pulse signal is turned off, the IGBT 96 is also turned off, the current flowing through the flash lamp FL is cut off, and the flash light emission is stopped. In this way, a current is passed through the flash lamp FL for an energization time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less, and the light emission time of the flash lamp FL is set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less.

図6は、フラッシュランプFLの発光時間制御を説明する図である。IGBT96を使用することなくフラッシュランプFLを発光させた場合には、コンデンサ93に蓄積されていた電荷のほとんどが一時に消費され、フラッシュランプFLの発光強度の波形は図6の点線にて示すようなものとなる。この場合のフラッシュランプFLの発光時間は、主にコイル94のインダクタンスに依存しているが、概ね数ミリ秒程度である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the light emission time control of the flash lamp FL. When the flash lamp FL is caused to emit light without using the IGBT 96, most of the electric charge accumulated in the capacitor 93 is consumed at one time, and the emission intensity waveform of the flash lamp FL is shown by the dotted line in FIG. It will be something. In this case, the light emission time of the flash lamp FL mainly depends on the inductance of the coil 94, but is approximately several milliseconds.

本実施形態においては、フラッシュランプFLを含む回路中にスイッチング素子たるIGBT96を接続してそのゲートに幅が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となる1パルス分のパルス信号を出力している。これにより、コンデンサ93からフラッシュランプFLへの電荷の供給をIGBT96によって断続し、フラッシュランプFLに電流が流れる時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下に制御している。フラッシュランプFLは、両端電極間で電流が流れているときのみ発光する。すなわち、IGBT96によってフラッシュランプFLへの通電時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とすることにより、フラッシュランプFLの発光強度の波形は図の実線にて示すようなものとなり、その発光時間も10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となるのである。
In the present embodiment, an IGBT 96 as a switching element is connected to a circuit including the flash lamp FL, and a pulse signal for one pulse having a width of 10 to 100 microseconds is output to the gate. Thereby, the supply of electric charge from the capacitor 93 to the flash lamp FL is intermittently performed by the IGBT 96, and the time during which the current flows through the flash lamp FL is controlled to be 10 microseconds or more and 100 microseconds or less. The flash lamp FL emits light only when a current flows between both end electrodes. That is, by the energization time of the flash lamp FL and 10 microseconds to 100 microseconds or less by IGBT 96, the waveform of the emission intensity of the flash lamp FL becomes one shown by the solid line in FIG. 6, also the emission time It is 10 microseconds or more and 100 microseconds or less.

フラッシュランプFLから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー10内の保持プレート20へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ72により反射されてからチャンバー10内へと向かう。このとき、フラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光は、光学フィルタ60を透過した後に熱処理空間15に入射する。本実施形態では、波長400nm以下の紫外光をカットする光学フィルタ60が加熱光源70とチャンバー窓18との間に設置されているため、フラッシュ光が光学フィルタ60を透過するときに400nm以下の波長域の紫外光がカットされる。その結果、チャンバー10内の熱処理空間15には、波長400nm以下の紫外光がカットされたフラッシュ光が入射されることとなる。そして、紫外光がカットされ、かつ、照射時間が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下となるフラッシュ光が保持プレート20に保持された被処理体8の表層に照射され、その表層に形成された機能層82が加熱される。   A part of the flash light emitted from the flash lamp FL directly goes to the holding plate 20 in the chamber 10, and the other part is once reflected by the reflector 72 and then goes into the chamber 10. At this time, the flash light emitted from the flash lamp FL passes through the optical filter 60 and then enters the heat treatment space 15. In the present embodiment, since the optical filter 60 that cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is installed between the heating light source 70 and the chamber window 18, the wavelength of 400 nm or less when the flash light passes through the optical filter 60. The ultraviolet light in the region is cut. As a result, flash light from which ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut enters the heat treatment space 15 in the chamber 10. Then, the surface layer of the workpiece 8 held on the holding plate 20 is irradiated with flash light whose ultraviolet light is cut and whose irradiation time is 10 to 100 microseconds, and the function formed on the surface layer Layer 82 is heated.

フラッシュランプFLからフラッシュ光が照射された機能層82の温度は、瞬間的に処理温度T2にまで上昇し、その後急速に予備加熱温度T1にまで下降する。このようなフラッシュ加熱によって、機能層82に対する必要な熱処理が行われる。機能層82が銀のナノインクであれば、処理温度T2は約180℃である。   The temperature of the functional layer 82 irradiated with flash light from the flash lamp FL instantaneously increases to the processing temperature T2, and then rapidly decreases to the preheating temperature T1. A necessary heat treatment is performed on the functional layer 82 by such flash heating. If the functional layer 82 is silver nano-ink, the processing temperature T2 is about 180 ° C.

ここで、本実施形態においては、フラッシュランプFLの照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の極めて短時間としている。このため、被処理体8の表層側に位置する機能層82のみが選択的に加熱されて処理温度T2にまで昇温される。また、フラッシュ光の照射時間が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の極めて短時間であれば、加熱された機能層82から下地の基材81への熱伝導は最小限に抑制される。従って、機能層82のみが処理温度T2にまで昇温され、基材81は予備加熱温度T1からほとんど昇温しない。本実施形態の処理温度T2(180℃)は、PENまたはPETの基材81の耐熱温度を超える温度であるが、機能層82のみが処理温度T2にまで昇温されて基材81はほとんど昇温しないため、耐熱性の乏しい基材81に熱的ダメージを与えることは防止される。その一方、機能層82については必要な処理温度T2にまで昇温されるため、確実に所望の熱処理がなされることとなる。すなわち、本実施形態のように照射時間が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下のフラッシュ光照射によって被処理体8を加熱すれば、耐熱性に乏しい基材81であっても、基材81を過度に加熱することなく、機能層82を基材81の耐熱温度を超える目標処理温度T2にまで昇温して確実な熱処理を行うことができる。   Here, in this embodiment, the irradiation time of the flash lamp FL is set to an extremely short time of 10 to 100 microseconds. For this reason, only the functional layer 82 located on the surface layer side of the workpiece 8 is selectively heated and raised to the processing temperature T2. If the irradiation time of the flash light is an extremely short time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less, the heat conduction from the heated functional layer 82 to the base material 81 is suppressed to the minimum. Accordingly, only the functional layer 82 is heated up to the processing temperature T2, and the base material 81 is hardly heated from the preheating temperature T1. The processing temperature T2 (180 ° C.) of the present embodiment is a temperature exceeding the heat resistance temperature of the PEN or PET base material 81, but only the functional layer 82 is heated to the processing temperature T2 and the base material 81 is almost increased. Since it is not heated, it is prevented that the base material 81 having poor heat resistance is thermally damaged. On the other hand, since the functional layer 82 is heated to the necessary processing temperature T2, a desired heat treatment is surely performed. That is, if the workpiece 8 is heated by flash light irradiation with an irradiation time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less as in this embodiment, even if the substrate 81 has poor heat resistance, Without heating, the functional layer 82 can be heated to a target processing temperature T2 that exceeds the heat resistance temperature of the base material 81, and reliable heat treatment can be performed.

また、基材81を構成する樹脂材料は耐熱性に乏しいのみならず、紫外光によっても劣化しやすい。例えば、PENであれば200nm〜400nmの波長域の光によって劣化し、PETであれば200nm〜380nmの波長域の光によって劣化する。   In addition, the resin material constituting the substrate 81 is not only poor in heat resistance, but also easily deteriorates due to ultraviolet light. For example, PEN degrades with light in the wavelength range of 200 nm to 400 nm, and PET causes degradation with light in the wavelength range of 200 nm to 380 nm.

図7は、キセノンのフラッシュランプFLの放射分光分布を示す図である。同図に示すように、キセノンのフラッシュランプFLから出射されるフラッシュ光には、波長400nm以下の紫外光成分も多く含まれる。従って、フラッシュランプFLからのフラッシュ光をそのまま被処理体8に照射すると、基材81が紫外光成分を吸光して損傷することとなる。   FIG. 7 is a diagram showing a radiation spectral distribution of a xenon flash lamp FL. As shown in the figure, the flash light emitted from the xenon flash lamp FL contains many ultraviolet light components having a wavelength of 400 nm or less. Therefore, if the processing object 8 is irradiated with the flash light from the flash lamp FL as it is, the base material 81 absorbs the ultraviolet light component and is damaged.

このため、本実施形態では、加熱光源70とチャンバー窓18との間に波長400nm以下の紫外光をカットする光学フィルタ60を設置し、被処理体8の表面に照射されるフラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットしている。これにより、フラッシュ光に含まれる紫外光成分によって被処理体8の基材81が損傷するのを防止することができる。その一方、被処理体8の表面に照射されるフラッシュ光には強度が比較的強い波長400nmよりも長波長側の光はそのまま含まれているため、機能層82に対する必要な熱処理は確実に実行することができる。   For this reason, in this embodiment, an optical filter 60 that cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is installed between the heating light source 70 and the chamber window 18, and the wavelength of 400 nm is obtained from the flash light irradiated on the surface of the workpiece 8. The following ultraviolet light is cut. Thereby, it can prevent that the base material 81 of the to-be-processed object 8 is damaged by the ultraviolet-light component contained in flash light. On the other hand, since the flash light irradiated on the surface of the object 8 includes light having a relatively longer wavelength than the wavelength of 400 nm, the necessary heat treatment for the functional layer 82 is surely executed. can do.

フラッシュ光照射による被処理体8のフラッシュ加熱処理が終了して所定時間が経過した後、チャンバー10から処理後の被処理体8が搬出される(ステップS5)。これにより、熱処理装置1における一連の熱処理が完了する。なお、被処理体8を搬出する前に、チャンバー10内を大気雰囲気に置換するようにしても良い。   After a predetermined time has elapsed after the flash heating process of the object 8 to be processed by flash light irradiation, the processed object 8 is unloaded from the chamber 10 (step S5). Thereby, a series of heat processing in the heat processing apparatus 1 is completed. Note that the chamber 10 may be replaced with an air atmosphere before the workpiece 8 is unloaded.

本実施形態においては、樹脂の基材81の上面に機能層82を積層した被処理体8に対してフラッシュランプFLからフラッシュ光を照射してフラッシュ加熱処理を行っている。このとき、IGBT96によってフラッシュランプFLへの通電時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とすることにより、フラッシュ光照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下としている。   In the present embodiment, flash heat treatment is performed by irradiating flash light from the flash lamp FL onto the workpiece 8 in which the functional layer 82 is laminated on the upper surface of the resin base material 81. At this time, the energization time to the flash lamp FL is set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less by the IGBT 96, whereby the flash light irradiation time is set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less.

フラッシュ光照射時間を従来(図6の点線)よりも顕著に短い10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下としているため、昇温した機能層82から下地の樹脂基材81への熱伝導は最小限に抑制される。よって、表層の機能層82からの熱伝導による樹脂の基材81の損傷を防止することができる。その一方、機能層82については必要な処理温度T2にまで昇温されるため、確実に所望の熱処理がなされることとなる。すなわち、本実施形態では、被処理体8に対して10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射することにより、被処理体に含まれる樹脂の基材81を損傷することなく、機能層82のみを必要な処理温度T2にまで昇温して所望の熱処理を実行することができるのである。   Since the flash light irradiation time is not less than 10 microseconds and not more than 100 microseconds, which is significantly shorter than the conventional (dotted line in FIG. 6), heat conduction from the heated functional layer 82 to the underlying resin base material 81 is minimized. It is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the resin base material 81 from being damaged by heat conduction from the surface functional layer 82. On the other hand, since the functional layer 82 is heated to the necessary processing temperature T2, a desired heat treatment is surely performed. That is, in the present embodiment, the resin substrate 81 included in the object to be processed is damaged by irradiating the object 8 with flash light for an irradiation time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less. Instead, only the functional layer 82 can be heated to the required processing temperature T2 to perform a desired heat treatment.

このような極めて短時間の光照射を行う技術としては、従来よりレーザーアニールが知られている。しかしながら、レーザーアニールは、被処理体8に対して面ではなく線で光照射を行って加熱するため、処理ムラが発生することがある。また、線で光照射を行って加熱するため、被処理体8の全面を処理するのには相当な時間を要することとなる。   Conventionally, laser annealing is known as such a technique for performing light irradiation for an extremely short time. However, since laser annealing heats the object to be processed 8 by irradiating light with a line instead of a surface, processing unevenness may occur. Further, since heating is performed by irradiating light with a line, it takes a considerable time to process the entire surface of the object 8 to be processed.

これに対して、本発明のように、照射時間が10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下のフラッシュ光照射であれば、被処理体8の全面に一括照射を行うため、レーザーアニールで問題となる処理ムラが生じることはない。また、レーザーアニールに比較して、被処理体8の全面の処理に要する時間は顕著に短くなる(純粋なプロセスのみに要する時間は10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下)。その結果、熱処理装置1の処理時間も短いものとなる。換言すれば、本発明に係る技術は、短時間光照射を行うレーザーアニールの利点(熱伝導の抑制)と、全面一括光照射を行うフラッシュランプアニールの利点(処理時間の短縮)とを兼ね備えたものである。   On the other hand, as in the present invention, if the irradiation time is flash light irradiation of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less, the entire surface of the object to be processed 8 is irradiated at once, so that the processing that causes a problem in laser annealing is performed. Unevenness does not occur. Further, as compared with laser annealing, the time required for processing the entire surface of the object 8 is remarkably shortened (the time required for only a pure process is 10 microseconds or more and 100 microseconds or less). As a result, the processing time of the heat treatment apparatus 1 is also short. In other words, the technology according to the present invention has the advantages of laser annealing that performs light irradiation for a short time (suppression of heat conduction) and the advantages of flash lamp annealing that performs irradiation of light from the entire surface (reduction of processing time). Is.

また、本実施形態においては、保持プレート20とフラッシュランプFLとの間に、波長400nm以下の紫外光をカットする光学フィルタ60を設置してフラッシュ光照射を行っている。このため、フラッシュランプFLから出射されたフラッシュ光が光学フィルタ60を透過するときに400nm以下の波長域の紫外光がカットされる。よって、被処理体8の表面に照射されるフラッシュ光からは波長400nm以下の紫外光がカットされており、紫外光による樹脂の基材81の損傷を防止することができる。その一方、被処理体8の表面に照射されるフラッシュ光には比較的強度が強い波長400nmよりも長波長側の光はそのまま含まれているため、フラッシュ光照射によって被処理体8の機能層82を必要な処理温度T2にまで昇温することができる。   In this embodiment, an optical filter 60 that cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is installed between the holding plate 20 and the flash lamp FL to perform flash light irradiation. For this reason, when the flash light emitted from the flash lamp FL passes through the optical filter 60, ultraviolet light having a wavelength region of 400 nm or less is cut. Accordingly, ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut from the flash light irradiated on the surface of the object 8 to be processed, and damage to the resin substrate 81 due to the ultraviolet light can be prevented. On the other hand, since the flash light irradiated to the surface of the object 8 includes light having a relatively strong wavelength longer than the wavelength of 400 nm, the functional layer of the object 8 to be processed is irradiated with the flash light. 82 can be raised to the required processing temperature T2.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、PENまたはPETの基材81の上面に銀のナノインクの機能層82を積層したものを被処理体8としていたが、被処理体8はこれに限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。   While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the target object 8 is formed by laminating the functional layer 82 of silver nanoink on the upper surface of the PEN or PET base material 81. However, the target object 8 is not limited to this. Various variations are possible.

例えば、上記実施形態では被処理体8の基材81をPENまたはPETとしていたが、これに代えてポリカーボネートやアクリル樹脂などの他の樹脂材料を用いるようにしても良い。これらの樹脂材料も耐熱性に乏しく、紫外光によって劣化する。ポリカーボネートおよびアクリル樹脂ともに200nm〜300nmの波長域の光によって劣化する。基材81としてポリカーボネートまたはアクリル樹脂を用いる場合には、光学フィルタ60のカット波長域を300nm以下とする。光学フィルタ60のカット波長域の調整は、石英ガラスに溶解させる金属の種類を変化させることによって可能である。波長300nm以下の紫外光をカットする光学フィルタ60を設け、フラッシュ光照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とすることにより、上記実施形態と同様に、樹脂の基材81を損傷することなく、機能層82を必要な処理温度T2にまで昇温して加熱処理を行うことができる。   For example, in the above embodiment, the base material 81 of the object 8 is PEN or PET, but other resin materials such as polycarbonate and acrylic resin may be used instead. These resin materials also have poor heat resistance and are deteriorated by ultraviolet light. Both polycarbonate and acrylic resin are deteriorated by light in the wavelength range of 200 nm to 300 nm. When polycarbonate or acrylic resin is used as the substrate 81, the cut wavelength range of the optical filter 60 is set to 300 nm or less. The cut wavelength range of the optical filter 60 can be adjusted by changing the type of metal dissolved in the quartz glass. By providing the optical filter 60 for cutting ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less and setting the flash light irradiation time to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less, the resin base material 81 is not damaged as in the above embodiment. The functional layer 82 can be heated to the required processing temperature T2 to perform the heat treatment.

また、基材81に積層する機能層82も銀のナノインクに限定されるものではなく、銅などの他の金属のナノインク(またはナノワイヤ)であっても良い。機能層82が銅であれば、上記実施形態における処理温度T2は約400℃となる。さらに、機能層82は、アモルファスシリコン、ドーピング後のポリシリコン、ITO(酸化インジウムスズ)、グラビアインクなどであっても良い。機能層82がITOである場合、処理温度T2は約220℃となる。また、機能層82がシリコンであれば、処理温度T2は900℃以上にもなる。   Further, the functional layer 82 laminated on the base material 81 is not limited to silver nano ink, and may be nano ink (or nano wire) of other metal such as copper. If the functional layer 82 is copper, the processing temperature T2 in the above embodiment is about 400 ° C. Further, the functional layer 82 may be amorphous silicon, doped polysilicon, ITO (indium tin oxide), gravure ink, or the like. When the functional layer 82 is made of ITO, the processing temperature T2 is about 220 ° C. If the functional layer 82 is silicon, the processing temperature T2 is 900 ° C. or higher.

また、被処理体8の構造は図8に示すようなものであっても良い。図8の被処理体8は、ガラス基板83の上面に接着剤84を用いてガラスの基材81を貼着し、その基材81の上面に機能層82を積層して構成される。接着剤84としては、例えばエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤を用いることができる。エポキシ系接着剤の耐熱温度は約160℃である。比較的剛性の高いガラス基板83を用いることによって、被処理体8の取り扱いは、樹脂の基材81上に機能層82を積層した上記実施形態よりも容易となる。図8の被処理体8も表層よりも下側に樹脂の接着剤84を含むものである。なお、必要な処理が終了した後、基材81をガラス基板83から剥がし、機能層82を積層した基材81をデバイスとして利用する。   Further, the structure of the workpiece 8 may be as shown in FIG. The object 8 of FIG. 8 is configured by attaching a glass substrate 81 to the upper surface of a glass substrate 83 using an adhesive 84 and laminating a functional layer 82 on the upper surface of the substrate 81. As the adhesive 84, for example, an epoxy adhesive mainly composed of an epoxy resin can be used. The heat resistance temperature of the epoxy adhesive is about 160 ° C. By using the glass substrate 83 having a relatively high rigidity, the object 8 can be handled more easily than in the above-described embodiment in which the functional layer 82 is laminated on the resin base material 81. 8 also includes a resin adhesive 84 below the surface layer. After the necessary processing is completed, the base material 81 is peeled from the glass substrate 83, and the base material 81 on which the functional layer 82 is laminated is used as a device.

図8のような構造を有する被処理体8に対しても上記実施形態と同様にして熱処理装置1によるフラッシュ加熱が行われる。ガラス基板83およびガラスの基材81は、耐熱性に富み、また紫外光による劣化も生じない。しかし、樹脂の接着剤84は、上記実施形態の基材81と同様に、耐熱性に乏しく、紫外光によって劣化しやすい。このため、上記実施形態と同様に、フラッシュ光照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とし、光学フィルタ60によって被処理体8の表面に照射されるフラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットすることにより、樹脂の接着剤84に紫外光による損傷および熱的ダメージを与えることなく、機能層82のみを必要な処理温度にまで昇温して所望の熱処理を実行することができる。   The to-be-processed object 8 which has a structure like FIG. 8 is also flash-heated by the heat processing apparatus 1 similarly to the said embodiment. The glass substrate 83 and the glass substrate 81 have high heat resistance, and are not deteriorated by ultraviolet light. However, the resin adhesive 84 is poor in heat resistance and easily deteriorated by ultraviolet light, like the substrate 81 of the above embodiment. Therefore, similarly to the above embodiment, the flash light irradiation time is set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less, and ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut from the flash light irradiated to the surface of the object 8 to be processed by the optical filter 60. By doing so, it is possible to increase the temperature of only the functional layer 82 to a required processing temperature and perform a desired heat treatment without damaging the resin adhesive 84 and causing thermal damage.

要するに、本発明に係る熱処理技術によって処理対象となる被処理体8は表層よりも下側に樹脂を含むものであれば良い。図4の例では被処理体8が樹脂の基材81を含み、図8の例では被処理体8が基材81を樹脂の接着剤84にて貼設した構造を含む。このような被処理体8に対して本発明に係る熱処理技術によって加熱処理を行うことにより、被処理体8に含まれる樹脂を損傷することなく、被処理体8を光照射加熱することができる。   In short, the object 8 to be processed by the heat treatment technique according to the present invention only needs to contain a resin below the surface layer. In the example of FIG. 4, the target object 8 includes a resin base material 81, and in the example of FIG. 8, the target object 8 includes a structure in which the base material 81 is pasted with a resin adhesive 84. By subjecting such an object to be processed 8 to heat treatment by the heat treatment technique according to the present invention, the object to be processed 8 can be irradiated and heated without damaging the resin contained in the object to be processed 8. .

また、上記実施形態においては、IGBT96によってフラッシュランプFLへの通電時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下としていたが、これに限定されるものではなく他の手法によってフラッシュ光照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下に規定するようにしても良い。例えば、回路中にIGBT96を設けることなく、コイル94のインダクタンスおよびコンデンサ93の静電容量を調整することによってフラッシュランプFLへの通電時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とするようにしても良い。   In the above embodiment, the energization time to the flash lamp FL is set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less by the IGBT 96. However, the present invention is not limited to this, and the flash light irradiation time is set to 10 microseconds by other methods. You may make it prescribe | regulate above 100 microseconds or less. For example, without providing the IGBT 96 in the circuit, the energization time to the flash lamp FL may be set to 10 microseconds or more and 100 microseconds or less by adjusting the inductance of the coil 94 and the capacitance of the capacitor 93. .

また、上記実施形態においては、スイッチング素子としてIGBT96を用いていたが、これに代えてゲートに入力された信号レベルに応じて回路をオンオフできる他のトランジスタを用いるようにしても良い。もっとも、フラッシュランプFLの発光には相当に大きな電力が消費されるため、大電力の取り扱いに適したIGBTやGTO(Gate Turn Off)サイリスタをスイッチング素子として採用するのが好ましい。   In the above embodiment, the IGBT 96 is used as the switching element. However, instead of this, another transistor that can turn on and off the circuit in accordance with the signal level input to the gate may be used. However, since a considerable amount of power is consumed for the light emission of the flash lamp FL, it is preferable to employ an IGBT or a GTO (Gate Turn Off) thyristor suitable for handling high power as the switching element.

また、上記実施形態においては、石英ガラスに所定の金属成分を含有させたものを光学フィルタ60として用いていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュ光から所定波長域の光をカットできるものであれば良い。例えば、所定の色のインクによって着色した水を中空のガラス部材に封入したものを光学フィルタ60としても良い。或いは、石英ガラスの表面に金属または金属酸化物の薄膜を成膜することによって光学フィルタ60を形成するようにしても良い。もっともこのような薄膜は、フラッシュ光照射時の急速な昇温によって剥離するおそれがあるため、石英ガラスに金属を溶解させる方が好ましい。   In the above embodiment, quartz glass containing a predetermined metal component is used as the optical filter 60. However, the present invention is not limited to this, and light in a predetermined wavelength range can be cut from flash light. Anything is fine. For example, the optical filter 60 may be formed by enclosing water colored with a predetermined color ink in a hollow glass member. Alternatively, the optical filter 60 may be formed by forming a metal or metal oxide thin film on the surface of quartz glass. However, since such a thin film may be peeled off by a rapid temperature rise during flash light irradiation, it is preferable to dissolve a metal in quartz glass.

さらに、フラッシュランプFL自体の構成を異なるものとすることによって所定の波長域の光をカットするようにしても良い。具体的には、フラッシュランプFLのガラス管内部に封入されているキセノンガスのガス圧を低くすると、図7の放射分光分布が長波長側にシフトする。その結果、フラッシュランプFLから放射されるフラッシュ光自体から短波長側の紫外光をカットすることができる。逆に、フラッシュ光から長波長側の赤外光をカットする場合には、封入されているキセノンガスのガス圧を高くすれば良い。もっとも、キセノンガスのガス圧を変化させると、フラッシュ光の強度が低くなったり、或いはフラッシュランプFLにダメージを与えることがあるため、上記実施形態のように光学フィルタ60によって所定の波長域の光をカットするのが望ましい。   Furthermore, the light of a predetermined wavelength range may be cut by making the configuration of the flash lamp FL itself different. Specifically, when the gas pressure of the xenon gas sealed in the glass tube of the flash lamp FL is lowered, the radiation spectral distribution in FIG. 7 is shifted to the long wavelength side. As a result, the ultraviolet light on the short wavelength side can be cut from the flash light itself emitted from the flash lamp FL. Conversely, when cutting long-wavelength infrared light from flash light, the gas pressure of the enclosed xenon gas may be increased. However, if the gas pressure of the xenon gas is changed, the intensity of the flash light may be reduced, or the flash lamp FL may be damaged. It is desirable to cut.

また、光学フィルタ60がカットする波長域は400nm以下に限定されるものではなく、被処理体8に含まれる樹脂の特性に応じた適宜のものとすれば良い。例えば、上述したように、被処理体8に含まれる樹脂がポリカーボネートまたはアクリル樹脂であれば、光学フィルタ60がカットする波長域は300nm以下であれば良い。また、被処理体8に含まれる樹脂がPENであれば、200nm〜400nmの波長域の光によって劣化するため、200nm〜400nmの波長域の光のみをカットする光学フィルタ60を適用するようにしても良い。さらに、被処理体8に含まれる樹脂が長波長の赤外光によって劣化する性質を有する場合には、赤外光をカットする光学フィルタ60を用いるようにしても良い。すなわち、光学フィルタ60がカットする波長域は、被処理体8に含まれる樹脂を損傷する波長域であれば良い。   Further, the wavelength range cut by the optical filter 60 is not limited to 400 nm or less, and may be an appropriate one according to the characteristics of the resin included in the object 8 to be processed. For example, as described above, if the resin included in the object to be processed 8 is polycarbonate or acrylic resin, the wavelength range cut by the optical filter 60 may be 300 nm or less. Moreover, if the resin contained in the to-be-processed object 8 is PEN, since it will deteriorate with the light of a wavelength range of 200 nm to 400 nm, the optical filter 60 that cuts only the light of the wavelength range of 200 nm to 400 nm is applied. Also good. Furthermore, when the resin contained in the object 8 has a property of being deteriorated by long-wavelength infrared light, an optical filter 60 that cuts infrared light may be used. That is, the wavelength range cut by the optical filter 60 may be any wavelength range that damages the resin included in the object 8 to be processed.

また、光学フィルタ60は、特定の波長域をカットするものに限定されず、全波長域にわたって光量を低減するものであっても良い。このような光学フィルタ60としては、例えば石英ガラスの表面を粗面化して擦りガラス状としたものを用いることができる。被処理体8に含まれる樹脂が耐熱性には乏しいものの、特定波長域に対して劣化する性質を有さないものであれば、このような光学フィルタ60を用いることによって被処理体8に照射されるフラッシュ光の強度を低くすることができ、被処理体8に含まれる樹脂の損傷をより確実に防止することができる。   Further, the optical filter 60 is not limited to the one that cuts a specific wavelength range, and may be one that reduces the amount of light over the entire wavelength range. As such an optical filter 60, for example, a quartz glass surface roughened into a rubbed glass shape can be used. If the resin contained in the object to be processed 8 has poor heat resistance but does not have the property of deteriorating with respect to a specific wavelength range, the optical filter 60 is used to irradiate the object to be processed 8. The intensity of the flash light to be applied can be reduced, and damage to the resin contained in the object 8 can be prevented more reliably.

また、被処理体8に含まれる樹脂が特定波長域に対して劣化する性質を有さないものであれば、光学フィルタ60は必ずしも必須の要素ではない。   Further, the optical filter 60 is not necessarily an essential element as long as the resin contained in the object to be processed 8 does not have a property of deteriorating with respect to a specific wavelength range.

また、上記実施形態においては、保持プレート20にヒータ21を備え、フラッシュ光照射前に被処理体8を予備加熱するようにしていたが、処理温度T2が比較的低温である場合には、フラッシュ光照射のみによって機能層82を処理温度T2にまで昇温することができるため、ヒータ21による予備加熱は必ずしも必須の要素ではない。もっとも、保持プレート20によって被処理体8を予備加熱温度T1に安定して加熱してからフラッシュ光照射を行うことにより、異なる複数の被処理体8間での温度履歴を均一にすることができる。   Further, in the above embodiment, the holding plate 20 is provided with the heater 21 so that the workpiece 8 is preheated before the flash light irradiation. However, when the processing temperature T2 is relatively low, the flashing is performed. Since the functional layer 82 can be heated up to the processing temperature T2 only by light irradiation, the preheating by the heater 21 is not necessarily an essential element. However, by performing flash light irradiation after the object to be processed 8 is stably heated to the preheating temperature T1 by the holding plate 20, the temperature history among the different objects to be processed 8 can be made uniform. .

また、保持プレート20に冷却機構を設け、フラッシュ加熱処理後の被処理体8を強制的に冷却するようにしても良い。   Further, a cooling mechanism may be provided on the holding plate 20 to forcibly cool the workpiece 8 after the flash heat treatment.

また、上記実施形態においては、複数のフラッシュランプFLの上方にリフレクタ72を設けるようにしていたが、これに代えて、複数のフラッシュランプFLのそれぞれを反射膜付きのランプとしても良い。すなわち、各フラッシュランプFLのガラス管の上側半分に反射膜を付け、それによってフラッシュ光を熱処理空間15の側に反射する。このような反射膜付きのフラッシュランプFLを用いる場合には、図9に示すように、ランプ配列の両端におけるフラッシュランプFLを他のフラッシュランプFLよりも下方(被処理体8に近い側)に配置し、被処理体8の周辺部の照度を高めるようにしても良い。この場合、ランプ配列の両端のそれぞれにおいて、2本以上のフラッシュランプFLを被処理体8に近づけて配置するようにしても良い。   In the above embodiment, the reflector 72 is provided above the plurality of flash lamps FL. Instead, each of the plurality of flash lamps FL may be a lamp with a reflective film. That is, a reflective film is attached to the upper half of the glass tube of each flash lamp FL, thereby reflecting the flash light toward the heat treatment space 15. When such a flash lamp FL with a reflective film is used, as shown in FIG. 9, the flash lamps FL at both ends of the lamp array are located below the other flash lamps FL (on the side closer to the object 8). It may be arranged to increase the illuminance at the periphery of the object 8 to be processed. In this case, two or more flash lamps FL may be arranged close to the workpiece 8 at each end of the lamp array.

また、上記実施形態では、加熱光源70にキセノンのフラッシュランプFLを備えていたが、これに代えてクリプトンなどの他の希ガスのフラッシュランプを用いるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the heating light source 70 is provided with the xenon flash lamp FL, but another rare gas flash lamp such as krypton may be used instead.

本発明に係る熱処理方法および熱処理装置は、樹脂を含む種々の被処理体に適用することができ、特に電子ペーパーなどに用いられるフレキシブルデバイス、フレキシブルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ(FPD)、電子機器、太陽電池、燃料電池、半導体デバイスなどに好適に利用することができる。   The heat treatment method and the heat treatment apparatus according to the present invention can be applied to various objects to be treated including resin, and in particular, flexible devices, flexible displays, flat panel displays (FPD), electronic equipment, solar cells used for electronic paper and the like. It can be suitably used for batteries, fuel cells, semiconductor devices and the like.

1 熱処理装置
3 制御部
8 被処理体
10 チャンバー
15 熱処理空間
18 チャンバー窓
20 保持プレート
21 ヒータ
31 パルス発生器
32 波形設定部
40 ガス供給機構
50 排気機構
60 光学フィルタ
70 加熱光源
72 リフレクタ
81 基材
82 機能層
83 ガラス基板
84 接着剤
93 コンデンサ
94 コイル
96 IGBT
FL フラッシュランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 3 Control part 8 To-be-processed object 10 Chamber 15 Heat processing space 18 Chamber window 20 Holding plate 21 Heater 31 Pulse generator 32 Waveform setting part 40 Gas supply mechanism 50 Exhaust mechanism 60 Optical filter 70 Heating light source 72 Reflector 81 Base material 82 Functional layer 83 Glass substrate 84 Adhesive 93 Capacitor 94 Coil 96 IGBT
FL flash lamp

Claims (10)

表層よりも下側に樹脂を含む被処理体に対して光を照射することによって当該被処理体を加熱する熱処理方法であって、
前記被処理体は基材をエポキシ樹脂の接着剤にて貼設した構造を含み、
前記被処理体の表層には前記基材の上面に金属ナノインクの機能層が積層され、
前記被処理体の表層に対して10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下の照射時間にてフラッシュ光を照射して前記被処理体を加熱することを特徴とする熱処理方法。
A heat treatment method for heating a target object by irradiating light to the target object including a resin below the surface layer,
The object to be treated includes a structure in which a base material is pasted with an epoxy resin adhesive,
In the surface layer of the object to be processed, a functional layer of metal nano ink is laminated on the upper surface of the base material,
A heat treatment method comprising heating the object to be processed by irradiating the surface layer of the object with flash light for an irradiation time of 10 microseconds or more and 100 microseconds or less.
請求項1記載の熱処理方法において、
前記フラッシュ光をフィルタを透過させて前記被処理体に照射することを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 1,
A heat treatment method comprising irradiating the object to be processed with the flash light transmitted through a filter.
請求項2記載の熱処理方法において、
前記フィルタを透過させることにより前記フラッシュ光から所定の波長域をカットして前記被処理体に照射することを特徴とする熱処理方法。
The heat treatment method according to claim 2, wherein
A heat treatment method comprising irradiating the object to be processed by cutting a predetermined wavelength region from the flash light by transmitting the filter.
請求項3記載の熱処理方法において、
前記フラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットすることを特徴とする熱処理方法。
In the heat processing method of Claim 3,
A heat treatment method, wherein ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less is cut from the flash light.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記被処理体は樹脂の基材を含むことを特徴とする熱処理方法。
In the heat treatment method according to any one of claims 1 to 4,
The said to-be-processed object contains the resin base material, The heat processing method characterized by the above-mentioned.
表層よりも下側に樹脂を含む被処理体に対して光を照射することによって当該被処理体を加熱する熱処理装置であって、
前記被処理体は基材をエポキシ樹脂の接着剤にて貼設した構造を含み、
前記被処理体の表層には前記基材の上面に金属ナノインクの機能層が積層され、
前記被処理体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記被処理体の表層にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記フラッシュランプの発光を制御してフラッシュ光の照射時間を10マイクロ秒以上100マイクロ秒以下とする発光制御手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heating the object to be processed by irradiating light to the object to be processed containing resin below the surface layer,
The object to be treated includes a structure in which a base material is pasted with an epoxy resin adhesive,
In the surface layer of the object to be processed, a functional layer of metal nano ink is laminated on the upper surface of the base material,
Holding means for holding the object to be processed;
A flash lamp that irradiates a surface of the object to be processed held by the holding means with flash light;
Light emission control means for controlling the light emission of the flash lamp so that the irradiation time of the flash light is 10 microseconds or more and 100 microseconds or less;
A heat treatment apparatus comprising:
請求項6記載の熱処理装置において、
前記保持手段と前記フラッシュランプとの間に設けられたフィルタをさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 6 , wherein
A heat treatment apparatus, further comprising a filter provided between the holding means and the flash lamp.
請求項7記載の熱処理装置において、
前記フィルタは、前記フラッシュ光から所定の波長域をカットすることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 7 , wherein
The heat treatment apparatus, wherein the filter cuts a predetermined wavelength region from the flash light.
請求項8記載の熱処理装置において、
前記フィルタは、前記フラッシュ光から波長400nm以下の紫外光をカットすることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 8 , wherein
The heat treatment apparatus, wherein the filter cuts ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less from the flash light.
請求項6から請求項9のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記被処理体は樹脂の基材を含むことを特徴とする熱処理装置。
In the heat treatment apparatus according to any one of claims 6 to 9 ,
The heat treatment apparatus, wherein the object to be processed includes a resin base material.
JP2012212776A 2012-09-26 2012-09-26 Heat treatment method and heat treatment apparatus Expired - Fee Related JP6093136B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012212776A JP6093136B2 (en) 2012-09-26 2012-09-26 Heat treatment method and heat treatment apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012212776A JP6093136B2 (en) 2012-09-26 2012-09-26 Heat treatment method and heat treatment apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014067904A JP2014067904A (en) 2014-04-17
JP6093136B2 true JP6093136B2 (en) 2017-03-08

Family

ID=50744000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012212776A Expired - Fee Related JP6093136B2 (en) 2012-09-26 2012-09-26 Heat treatment method and heat treatment apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6093136B2 (en)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001319887A (en) * 2000-02-08 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lamp annealing apparatus and display element substrate
JP4111116B2 (en) * 2002-12-05 2008-07-02 株式会社村田製作所 Method for forming thick film wiring and method for manufacturing multilayer electronic component
US7102141B2 (en) * 2004-09-28 2006-09-05 Intel Corporation Flash lamp annealing apparatus to generate electromagnetic radiation having selective wavelengths
US7820097B2 (en) * 2004-11-24 2010-10-26 Ncc Nano, Llc Electrical, plating and catalytic uses of metal nanomaterial compositions
JP2010050152A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd Semiconductor device, and method of manufacturing the same
CA2740618C (en) * 2008-10-17 2016-01-12 Ncc Nano, Llc Method for reducing thin films on low temperature substrates
JP4983811B2 (en) * 2009-01-09 2012-07-25 日立電線株式会社 Conductive circuit forming method and conductive circuit device
JP2010165733A (en) * 2009-01-13 2010-07-29 Fujitsu Semiconductor Ltd Heat treatment method, method of manufacturing semiconductor apparatus, and flash lamp annealing apparatus
JP5543123B2 (en) * 2009-03-30 2014-07-09 大日本スクリーン製造株式会社 Heat treatment susceptor and heat treatment apparatus
US8907258B2 (en) * 2010-04-08 2014-12-09 Ncc Nano, Llc Apparatus for providing transient thermal profile processing on a moving substrate
JP5715851B2 (en) * 2011-02-24 2015-05-13 東芝テック株式会社 Method for producing printed matter using nanoparticle ink composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014067904A (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101440227B1 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP5507274B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
US7981816B2 (en) Impurity-activating thermal process method and thermal process apparatus
JP6184697B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
KR101413394B1 (en) Heat treatment method and heat treatmemt apparatus
JP5507227B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
CN101202210A (en) flash emitter
JP5418563B2 (en) Thin film transistor manufacturing method and manufacturing apparatus using oxide semiconductor
JP2014120664A (en) Peeling assist method and peeling assist device
JP6026749B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP2010283163A (en) Method and apparatus for heat treatment
JP5931477B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP2013069990A (en) Thermal treatment apparatus and thermal treatment method
JP6093136B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP6126360B2 (en) Peeling assist method
CN107658219B (en) Heat treatment method
JP5698040B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
TW200540973A (en) Flash lamp irradiation apparatus
JP5828997B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP6026748B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP2004039955A (en) Heat treatment equipment
JP6383281B2 (en) Heat treatment method
JP5701651B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP5801575B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP5801574B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150619

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160719

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6093136

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees