專利名稱：連續(xù)擴散處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)擴散處理裝置。
背景技術(shù)：
例如，在利用結(jié)晶硅的太陽能電池單元制造過程中，需要進行擴散處理，S卩，使由規(guī)定元素構(gòu)成的雜質(zhì)附著在硅制的被處理件(晶片)的表面，并使該雜質(zhì)擴散到被處理件的內(nèi)部。作為進行所述擴散處理的擴散處理裝置，例如有批處理式的。該批處理式裝置具備加熱被處理件的加熱爐，該加熱爐的大小只是能夠容納裝載多個被處理件的托盤。在將被處理件送入該加熱爐中后，向該加熱爐內(nèi)提供含有雜質(zhì)的氣體，并提高加熱爐內(nèi)溫度，使雜質(zhì)擴散到被處理件的內(nèi)部。之后，在加熱爐內(nèi)降溫后，將被處理件從加熱爐取出。在使用所述批處理式加熱爐的情況下，雖然希望能夠提高處理質(zhì)量，但實際上在加熱爐內(nèi)進行擴散處理的時間前后，必須要有將爐內(nèi)溫度提高到規(guī)定溫度的時間和將爐內(nèi)溫度降低的時間，因此不能連續(xù)處理被處理件，從而難以提高生產(chǎn)效率。所以，如專利文獻1所公開的連續(xù)擴散處理裝置包括筒狀的加熱爐；輸送器，排列被處理件并在加熱爐內(nèi)輸送被處理件；加熱裝置，對通過加熱爐內(nèi)的被處理件進行加熱； 以及供給裝置，向加熱爐內(nèi)提供含有雜質(zhì)的氣體。所述輸送器具有陶瓷制的環(huán)形鏈條，該環(huán)形鏈條的去路通過加熱爐內(nèi)。利用該環(huán)形鏈條轉(zhuǎn)動，放置有被處理件的輸送臺通過加熱爐內(nèi)，對所述被處理件連續(xù)地進行擴散處理。專利文獻1 日本專利公開公報特開平9498163號。按照專利文獻1所記載的裝置，雖然所述環(huán)形鏈條的去路通過高溫且處于含有雜質(zhì)的氣體氛圍下的加熱爐內(nèi)部，但由于所述鏈條是陶瓷制成的，所以即使在高溫下也能夠保持化學(xué)穩(wěn)定性，因此可以經(jīng)久耐用。然而，在加熱爐內(nèi)除設(shè)置鏈條的空間以外，還需要引導(dǎo)該鏈條的導(dǎo)軌，使得因與被處理件的大小無關(guān)的因素而導(dǎo)致加熱爐變大。如果加熱爐變大，則其內(nèi)部空間也變寬，因此需要提高所述加熱裝置的輸出，另外，在加熱爐的外部周圍設(shè)置的隔熱材料等也會變大，導(dǎo)致裝置大型化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)擴散處理裝置，不僅能夠?qū)Ρ惶幚砑B續(xù)進行擴散處理，而且能夠防止加熱爐因與被處理件的大小無關(guān)的因素而大型化。本發(fā)明的連續(xù)擴散處理裝置包括輸送臺，裝載多張板狀的被處理件；筒狀的加熱爐，從送入所述輸送臺的送入部到送出所述輸送臺的送出部以直線狀延伸；輸送裝置，將所述輸送臺從所述送入部向所述加熱爐內(nèi)依次送入，并將已在所述加熱爐內(nèi)輸送的所述輸送臺從所述送出部依次送出；加熱裝置，對通過所述加熱爐內(nèi)的所述輸送臺上裝載的所述被處理件進行加熱；以及供氣裝置，向所述加熱爐內(nèi)提供用于擴散處理的氣體，所述輸送裝置具有壓力驅(qū)動部，所述壓力驅(qū)動部通過推動位于所述送入部的上游的所述輸送臺，將所述輸送臺依次送入所述加熱爐內(nèi)，并且，通過所述送入的輸送臺將先送入的輸送臺向所述送出部推動，在所述加熱爐內(nèi)成列地輸送。按照本發(fā)明，通過對向加熱爐內(nèi)依次送入的輸送臺上裝載的被處理件進行加熱， 并向加熱爐內(nèi)提供用于擴散處理的氣體，能夠邊輸送被處理件邊進行擴散處理，使擴散處理能夠連續(xù)進行。并且，輸送裝置的壓力驅(qū)動部通過推動位于送入部上游的輸送臺，將所述輸送臺依次送入加熱爐內(nèi)的同時，利用所述送入的輸送臺將先送入的輸送臺向送出部推動，在加熱爐內(nèi)成列輸送，所以無需將輸送裝置的驅(qū)動部設(shè)置在加熱爐內(nèi)，而可以設(shè)置在加熱爐外。 因此，能夠防止加熱爐因與被處理件的大小無關(guān)的因素而大型化。此外，所述連續(xù)擴散處理裝置還包括排氣結(jié)構(gòu)部，所述排氣結(jié)構(gòu)部設(shè)置在所述加熱爐的底部，并且在所述排氣結(jié)構(gòu)部內(nèi)部具有將所述加熱爐內(nèi)的氣體向所述加熱爐外導(dǎo)出的排氣流路，所述排氣結(jié)構(gòu)部沿著所述輸送臺的輸送方向呈直線配置，沿所述輸送方向引導(dǎo)由所述輸送裝置輸送的所述輸送臺。在這種情況下，將加熱爐內(nèi)的氣體向外部排出的排氣結(jié)構(gòu)部也可以作為將輸送臺沿輸送方向引導(dǎo)的引導(dǎo)裝置。此外優(yōu)選的是，所述連續(xù)擴散處理裝置還包括多個隔壁構(gòu)件，所述多個隔壁構(gòu)件設(shè)置在所述加熱爐內(nèi)，將從所述加熱爐內(nèi)的所述送入部到所述送出部之間在輸送方向上劃分成多個處理區(qū)，所述供氣裝置向被劃分成多個的處理區(qū)中的特定處理區(qū)提供用于進行擴散處理的氣體。在這種情況下，加熱爐內(nèi)被隔壁構(gòu)件劃分為多個處理區(qū)，因為對特定的處理區(qū)提供用于擴散處理的氣體，所以能夠精確控制所述特定處理區(qū)的氛圍，從而能夠得到高質(zhì)量的被處理件。此外優(yōu)選的是，由所述壓力驅(qū)動部推動的所述輸送臺的壓力沖程與所述輸送臺的長度尺寸基本相等。在這種情況下，通過一個壓力沖程可以一臺接一臺地將輸送臺從送入部送入加熱爐內(nèi)。另外，所謂大體相等是指包括輸送臺的長度在包含余量后的全長與壓力沖程相等的情況，所述余量是在進行向加熱爐送入輸送臺的準備作業(yè)時，為了將輸送臺放置在送入部的上游的處理區(qū)所必需的余量(空間)。并且優(yōu)選的是，所述加熱爐內(nèi)在輸送方向上被劃分成多個處理區(qū)，所述輸送臺在輸送方向上的長度尺寸小于進行擴散處理的處理區(qū)在輸送方向上的長度尺寸。在這種情況下，可以讓至少一臺輸送臺整體位于進行擴散處理的處理區(qū)。由此， 在所述處理區(qū)在同樣氛圍的條件下，對在同一臺輸送臺上裝載的多個被處理件進行擴散處理，能夠使所述多張被處理件的質(zhì)量均一。按照本發(fā)明，通過連續(xù)進行被處理件的擴散處理，能夠提高生產(chǎn)率，另外，能夠?qū)⑤斔脱b置設(shè)置在加熱爐外，從而能夠防止加熱爐因與被處理件的大小無關(guān)的因素而大型化。


圖1是連續(xù)擴散處理裝置的立體圖。圖2是輸送臺的立體圖。圖3是說明加熱爐、輸送裝置以及加熱裝置的縱向剖視圖。圖4是輸送裝置的說明圖。圖5是輸送裝置的說明圖。圖6是連續(xù)擴散處理裝置的橫向剖視圖。圖7是用于說明加熱爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的加熱爐的橫向剖視圖。圖8是隔壁構(gòu)件的立體圖。圖9是排氣裝置的說明圖。圖10是表示加熱爐的底部的說明圖。圖11是輸送臺的車輪部的說明圖。圖12是裝載在輸送臺上的間隔件的說明圖。附圖標記說明1 加熱爐；2 輸送裝置；3 加熱裝置；5 控制裝置；7 隔壁構(gòu)件；11 送入部；12 送出部；13 覆蓋物；14 輸送通道；15 貫通孔；17 旁通流路；21 壓力驅(qū)動部；41 供氣裝置；42 排氣裝置；45 排氣結(jié)構(gòu)部；46 排氣流路；50 輸送臺；Al 升溫處理區(qū)；A2 均熱處理區(qū)；A3 降溫處理區(qū)；S 沖程；L 輸送臺的長度；W 被處理件。
具體實施例方式以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。[1.關(guān)于整體結(jié)構(gòu)]圖1是本發(fā)明的連續(xù)擴散處理裝置的立體圖。所述連續(xù)擴散處理裝置用于對被處理件進行擴散處理。例如，所述連續(xù)擴散處理裝置用于在利用結(jié)晶硅的太陽能電池單元制造過程中，使由規(guī)定元素構(gòu)成的雜質(zhì)附著在硅制的晶片(被處理件)表面，并使所述雜質(zhì)擴散到所述晶片的內(nèi)部。在圖1中省略了對被處理件的記述。連續(xù)擴散處理裝置包括輸送臺50，放置多張板狀的被處理件；筒狀的加熱爐1 ； 輸送裝置2，輸送多個輸送臺50 ；加熱裝置3，具有將加熱爐1內(nèi)加熱的加熱器30 ；給排氣裝置4，向加熱爐1內(nèi)提供氣體以及排出所述加熱爐1內(nèi)的氣體。另外，連續(xù)擴散處理裝置具備控制輸送裝置2等各裝置的控制裝置5。加熱爐1的長邊方向(在圖1中為左右方向) 與輸送臺50被輸送的方向一致，把該方向稱為前后方向。此外，有時也將與輸送臺50被輸送的方向垂直的水平方向稱為左右方向。[2.關(guān)于輸送臺50的簡要結(jié)構(gòu)]圖2是輸送臺50的立體圖。輸送臺50具備主體部51，以等間隔垂直立起的狀態(tài)裝載多張板狀的被處理件W ；車輪部52，安裝于主體部51上，并在加熱爐1的底面上滾動。被處理件W以與前后方向垂直的狀態(tài)裝載在主體部51中。主體部51是由多根圓柱狀的棒狀構(gòu)件51a組成的長方體狀的框體。另外，將在后文說明輸送臺50的詳細結(jié)構(gòu)。[3.關(guān)于加熱爐1、輸送裝置2以及加熱裝置3的結(jié)構(gòu)]
圖3是說明加熱爐1、輸送裝置2以及加熱裝置3的縱向剖視圖。在圖3中省略了對被處理件的記述。加熱爐1( 一般稱為爐芯管)在前后方向長，從送入輸送臺50的送入部11到送出輸送臺50的送出部12呈直線狀延伸。加熱爐1由石英玻璃或陶瓷制成，是由截面為圓形的筒構(gòu)成。加熱爐1設(shè)置在連續(xù)擴散處理裝置具有的臺6(參照圖1)上。所述加熱爐1是從送入部11到送出部12之間無間斷的一個整體，以防止內(nèi)部氣體的泄漏。作為加熱爐1 一個端部的送入部11與作為另一個端部的送出部12是敞開的。 但利用在后文說明的凈化用氣體(purgegas)，在加熱爐1內(nèi)的兩端部形成氣幕，使加熱爐1 內(nèi)的氣氛與加熱爐1外的大氣隔斷。輸送裝置2具有如下功能在將輸送臺50從送入部11向加熱爐1內(nèi)依次送入的同時，將被送入的輸送臺50在加熱爐1內(nèi)輸送，并將輸送臺50從送出部12依次送出。圖 4與圖5是輸送裝置2的說明圖。輸送裝置2具有壓力驅(qū)動部21，用于在加熱爐1內(nèi)成列輸送多個輸送臺50。壓力驅(qū)動部21具有推進器22，與輸送臺50相接觸；移動片23，所述推進器22安裝在所述移動片上；驅(qū)動裝置對，使該移動片23在前后方向上作往復(fù)移動。推進器22、移動片23以及驅(qū)動裝置M被配置在所述臺6 (參照圖1)上，它們都設(shè)置在加熱爐1外。驅(qū)動裝置M受所述控制裝置5的控制，使移動片23沿前后方向反復(fù)前后移動。通過移動片23的前進(參照圖幻使推進器22向送入部11 一側(cè)推動輸送臺50。采用所述輸送裝置2，通過將位于送入部11上游(身前一側(cè))的處理區(qū)AO的輸送臺50 (在圖4與圖5中為50-1)向送入部11 一側(cè)推動，將所述輸送臺50-1送入加熱爐 1內(nèi)，同時，由該送入的輸送臺50-1將之前被送入的輸送臺50(50-2、50-3)向送出部12 — 側(cè)推動，可以同時將多個輸送臺50(50-2、50-3)成列地在加熱爐1內(nèi)輸送。并且，可以從送出部12將輸送臺50送出到位于加熱爐1外部的處理區(qū)A4。推進器22的沖程S，即，由壓力驅(qū)動部21推動的輸送臺50的壓力沖程S，與輸送臺50的長度L大體相等。另外，所謂大體相等是指包括輸送臺50的長度L在包含了余量 K后的全長與所述沖程S相等的情況，所述余量K是在進行將輸送臺50向加熱爐1送入的準備作業(yè)時，為了將輸送臺50置于送入部11上游的處理區(qū)AO所必需的余量K (空間)。此外，在圖5中，利用一個壓力沖程S被送入加熱爐1的輸送臺50-1的左側(cè)端部與加熱爐1的左側(cè)端部在前后方向的位置大體一致。這樣，通過一次壓力沖程S就可以將輸送臺50 —臺接一臺地從送入部11送入至加熱爐1內(nèi)，并且可以將輸送臺50 —臺接一臺地從加熱爐1送出。在圖3中，加熱裝置3具備多個加熱器30，設(shè)置在加熱爐1的外部周圍并排列在前后方向上；筒狀的隔熱材料31，與各加熱器30—起從外部周圍覆蓋加熱爐1。加熱裝置 3對加熱爐1內(nèi)部進行加熱，并加熱通過加熱爐1內(nèi)的輸送臺50上放置的被處理件。在后文將進行說明，加熱爐1內(nèi)被劃分為多個處理區(qū)，在多個處理區(qū)之中的處理區(qū)Al-2、A2-1、A2-2、A3-1的外部周圍分別設(shè)置有加熱器30。加熱器30例如是筒型加熱器。隔熱材料31至少被設(shè)置在處理區(qū)A1-2、A2-1、A2-2、A3-1的外部周圍。圖6是擴散處理裝置的橫向剖視圖。隔熱材料31整體呈筒狀，但為分割結(jié)構(gòu)，沿前后方向(在圖6中為紙面方向)被切斷，在前后方向上具有長的分割面32。與隔熱材料31相同，環(huán)型的所述加熱器30也是沿前后方向被切斷的分割結(jié)構(gòu)，與分割面32在相同的位置被分割。在隔熱材料31的外部周圍，在隔著分割面32的直徑方向兩側(cè)，設(shè)置有鉸接部33 與鎖定部34。通過將鎖定部34由固定狀態(tài)(圖6的狀態(tài))調(diào)整為固定解除狀態(tài)，以鉸接部33為中心，可以將分割結(jié)構(gòu)的隔熱材料31展開。通過將隔熱材料31與加熱器30設(shè)置為分割結(jié)構(gòu)，使在隔熱材料31的內(nèi)側(cè)的加熱爐1能夠裝卸，使得裝置的維護變得容易。在圖3中，在加熱爐1內(nèi)設(shè)置有多個隔壁構(gòu)件7。隔壁構(gòu)件7把加熱爐1內(nèi)從送入部11到送出部12之間在前后方向上劃分為多個處理區(qū)。在本實施方式中，由五個隔壁構(gòu)件 7，劃分為六個處理區(qū) Al-I、Al-2、A2-1、A2-2、A3-1、A3-2。第一與第二處理區(qū)Al-I、A1-2是升溫處理區(qū)Al，在其中的第一處理區(qū)Al-I形成所述氣幕。在第二處理區(qū)A1-2中，通過由設(shè)置在其外部周圍的加熱器30來加熱爐內(nèi)，使通過第二處理區(qū)A1-2的被處理件W的溫度升高。第三與第四處理區(qū)A2-1、A2_2是使爐內(nèi)溫度保持一定的均熱處理區(qū)A2，通過設(shè)置在均熱處理區(qū)外部周圍的加熱器30，使爐內(nèi)溫度保持在例如850 900°C，從而使通過均熱處理區(qū)A2的被處理件的溫度保持一定。在第三處理區(qū)A2-1，向爐內(nèi)提供用于進行擴散處理的氣體，在第四處理區(qū)A2-2，對表面附著有含在所述氣體中的雜質(zhì)的被處理件進行實際的擴散處理。第五與第六處理區(qū)A3-1、A3-2是降溫處理區(qū)A3，在其中的第五處理區(qū)A3_l，利用設(shè)置在其外部周圍的加熱器30，使爐內(nèi)溫度從規(guī)定的溫度逐漸降低，在第六處理區(qū)A3-2形成所述氣幕。圖7是用于說明加熱爐1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的加熱爐1的橫向剖視圖。圖8是隔壁構(gòu)件7 的立體圖。將在后文說明圖8中表示的覆蓋物13。隔壁構(gòu)件7具有板狀的壁部7a ；左右的腳部7b，固定在該壁部7a的下部，使所述壁部7a保持立起狀態(tài)。在壁部7a形成容許裝載被處理件W的輸送臺50通過的開口 7c。此外，在壁部7a形成多個貫通孔7d，插通后文說明的供給管44以及溫度傳感器的電纜(存放管)、壓力傳感器的電纜(存放管)和用于對各處理區(qū)的氣體進行取樣的管等。各隔壁構(gòu)件7沿前后方向可移動地設(shè)置在加熱爐1內(nèi)，能夠改變各處理區(qū)的前后方向的長度。即，腳部7b安裝在加熱爐1的底部，隔壁構(gòu)件7不是永久固定在加熱爐1的內(nèi)周表面。[4.關(guān)于給排氣裝置4]在圖1中，給排氣裝置4具有向加熱爐1內(nèi)提供氣體的供氣裝置41 ；將加熱爐1 內(nèi)的氣體向所述加熱爐1外部排出的排氣裝置42。在圖3中，供氣裝置41具備氣體源43、與該氣體源43相連并向加熱爐1內(nèi)延伸的供給管44。在本實施方式中設(shè)置有從氣體源43通過送入部11 一側(cè)的多根供給管44、從氣體源43通過送出部12 —側(cè)的多根供給管44。在各供給管44上設(shè)置有多個能夠噴出氣體的噴出口(孔)，每個供給管44的噴出口在前后方向上位置不同。此外，氣體源43向每個供給管44送出不同種類的氣體，并由每個供給管44噴出不同種類的氣體。因此，可以向在前后方向上的多個處理區(qū)中的每個處理區(qū)提供不同的氣體。此外，供氣裝置41具有閥門49a，所述閥門49a在每個處理區(qū)對提供給各處理區(qū)的氣體的流量進行調(diào)整。在本實施方式(參照圖3)中，向第一處理區(qū)Al-I提供氮氣(凈化用氣體)以形成氣幕。向使爐內(nèi)升溫的第二處理區(qū)A1-2提供含有氮與氧的氣體。向第三處理區(qū)A2-1提供含有氧氯化磷與氧的氣體，以作為能夠進行擴散處理的氣體。向?qū)嶋H進行擴散處理的第四處理區(qū)A2-2提供含有氮與氧的氣體。向使爐內(nèi)降溫的第五處理區(qū)A3-1提供氮氣。并且， 向第六處理區(qū)A3-2提供氮氣(凈化用氣體)以形成氣幕。另外，可以按照處理內(nèi)容等更改在各處理區(qū)噴出的氣體的種類。通過所述供氣裝置41，能夠向用于對被處理件進行擴散處理的均熱處理區(qū)A2提供用于擴散處理的氣體，并且能夠向升溫處理區(qū)Al與降溫處理區(qū)A3提供規(guī)定的氣體。并且，在均熱處理區(qū)A2中的第三處理區(qū)A2-1，通過使被處理件停留在含有規(guī)定濃度的雜質(zhì)(氧氯化磷)的氣體中，使所述雜質(zhì)附著在被處理件的表面。并且，在第四處理區(qū) A2-2，對于被處理件，使雜質(zhì)以規(guī)定的分布(規(guī)定的擴散深度)擴散。圖9是排氣裝置42的說明圖。排氣裝置42具備排出器(泵)47，用于排出氣體； 排出管48，與該排出器47相連，并向加熱爐1內(nèi)延伸。排出管48的一部分設(shè)置在加熱爐1 的底部。并設(shè)置由排出器47通過送入部11 一側(cè)的多根排出管48，以及由排出器47通過送出部12 —側(cè)的多根排出管48。此外，排氣裝置42具有閥門49b，所述閥門49b在每個處理區(qū)對從加熱爐1內(nèi)排出的氣體的流量進行調(diào)整。圖10是加熱爐1的底部的說明圖。在加熱爐1內(nèi)，在各個所述排出管48上設(shè)置有多個吸引氣體的吸引口(孔)48a，每個排出管48上的吸引口 48a在前后方向上的位置各不相同。此外，每個排出管48吸引不同種類的氣體，在每個排出管48中流動著不同種類的氣體。因此，能夠在每個處理區(qū)將不同的氣體排到爐外。在加熱爐1的底部設(shè)置有排氣結(jié)構(gòu)部45，在該排氣結(jié)構(gòu)部45的內(nèi)部具有將加熱爐 1內(nèi)的氣體向加熱爐1外導(dǎo)出的排氣流路46。在本實施方式中，排氣流路46由所述排出管 48構(gòu)成。即，排出管48容納在排氣結(jié)構(gòu)部45內(nèi)。排氣結(jié)構(gòu)部45具有在前后方向長的左右的側(cè)壁4 和在前后方向長的上壁45a， 并由容納三根排出管48的箱體構(gòu)成。并且，在上壁4 形成多個貫通孔45c。各處理區(qū)的氣體通過該貫通孔45c及所述吸引口 48a被排到加熱爐1的外部。本實施方式的排氣裝置42 (參照圖9)在第一處理區(qū)Al-I吸引形成氣幕的氮氣。 在第二處理區(qū)A1-2吸引提供到爐內(nèi)的含有氮與氧的氣體。在第三處理區(qū)A2-1吸引用于進行擴散處理的氣體(含有氧氯化磷與氧的氣體)。在進行擴散處理的第四處理區(qū)A2-2吸引提供到爐內(nèi)的含有氮與氧的氣體。在第五處理區(qū)A3-1吸引提供到爐內(nèi)的氮氣。此外，在第六處理區(qū)A3-2吸引形成氣幕的氮氣。所述排氣裝置42既能排出用于進行擴散處理的均熱處理區(qū)A2的剩余氣體，又能排出升溫處理區(qū)Al與降溫處理區(qū)A3的氣體。如上文所述，具備所述排氣裝置42與所述供氣裝置41的給排氣裝置4，既能向每個處理區(qū)分別提供氣體，又能在每個處理區(qū)分別排出氣體。此外，供氣裝置41的供給管44是可拆卸的，可以與噴出口的配置模式不同的供給管44替換。此外，排氣結(jié)構(gòu)部45的上壁45a與排出管48是可拆卸的，可以與貫通孔45c和吸引口 48a的配置模式不同的上壁4 和排出管48替換。此外，排氣結(jié)構(gòu)部45除具有把加熱爐1內(nèi)的氣體向外排出的功能以外，還具有引導(dǎo)輸送臺50的功能。如圖9所示，排氣結(jié)構(gòu)部45被連續(xù)配置在加熱爐1內(nèi)，并沿前后方向呈一直線。此外，該排氣結(jié)構(gòu)部45—直延伸到加熱爐1外(參照圖3)的處理區(qū)AO與處理區(qū)A4。這樣， 排氣結(jié)構(gòu)部45被配置在沿輸送臺50的輸送方向上，并呈一直線，能夠?qū)⑤斔脱b置2輸送的多個輸送臺50沿前后方向從送入部11引導(dǎo)至送出部12。下面對所述引導(dǎo)功能進行詳細說明。如圖10所示，排氣結(jié)構(gòu)部45除具有左右的側(cè)壁4 與上壁45a以外，還具有在前后方向長的底板45d。在底板45d的左右兩側(cè)形成行走面45e，所述行走面45e由側(cè)壁45b向左右的兩側(cè)方向延伸，并且在前后方向連續(xù)。輸送臺50的左右的車輪部52在所述行走面4 上滾動，輸送臺50跨立在左右的側(cè)壁4 與上壁45a上。此外，在下文也將進行說明，輸送臺50具有與側(cè)壁4 滑動接觸的滑塊53，通過該滑塊53，沿排氣結(jié)構(gòu)部45呈直線地引導(dǎo)輸送臺50。如上所述，具有排出氣體的功能的排氣結(jié)構(gòu)部45還可以兼作在前后方向上引導(dǎo)輸送臺50的引導(dǎo)裝置。排氣結(jié)構(gòu)部45在前后方向可以被分割為多個部分。在圖9的實施方式中，上壁 45a和側(cè)壁4 與處理區(qū)的分割數(shù)相同地被劃分成六段，其分割位置與處理區(qū)的邊界一致。 底板45d在中央被分割，分割成兩段。上壁4 與側(cè)壁4 可以分別固定在被分割成兩段的底板45d上。底板45d之間的分割部分(接合面)為了組裝簡便，做成錐形面45f。通過將接合面做成錐形面45f，接合面相對于車輪部52的行進方向傾斜，使車輪部52可以順暢地渡過接合面。[5.關(guān)于控制裝置5]控制裝置5由具有處理裝置(CPU)和存儲裝置的計算機構(gòu)成，通過所述處理裝置執(zhí)行存儲在存儲裝置中的計算機程序，來控制輸送裝置2 (驅(qū)動裝置24)、加熱裝置3 (加熱器30)等各裝置。例如，加熱裝置3具有檢測各處理區(qū)Al-2、A2-1、A2_2、A3-1溫度的溫度傳感器， 按照該溫度傳感器的檢測結(jié)果，控制裝置5通過控制各加熱器30，分別調(diào)整各處理區(qū)的爐內(nèi)溫度。通過該控制裝置5能夠在每個處理區(qū)精確控制加熱爐1內(nèi)的氛圍溫度。此外，給排氣裝置4具有檢測各處理區(qū)A1-2、A2-1、A2-2、A3_1壓力的壓力傳感器， 按照該壓力傳感器的檢測結(jié)果，控制裝置5通過控制向爐內(nèi)提供的氣體的流量(調(diào)整供應(yīng)流量的所述閥門49a，如圖3)和/或從爐內(nèi)排出的氣體的流量(調(diào)整排出流量的所述閥門 49b，如圖9)，分別調(diào)整各處理區(qū)的爐內(nèi)的壓力。通過該控制裝置5能夠在每個處理區(qū)精確控制加熱爐1內(nèi)的壓力。[6.關(guān)于擴散處理裝置具備的其他結(jié)構(gòu)]在圖3中，由于供氣裝置41的供給管44配置在加熱爐1的上部，排氣裝置42的排出管48配置在加熱爐1的下部，因此，在加熱爐1內(nèi)氣體從上部到下部在各處理區(qū)擴散流動。所以，在用于進行擴散處理的處理區(qū)亦即第三處理區(qū)A2-1與第四處理區(qū)A2-2設(shè)置覆蓋物13，所述覆蓋物13從上面和左右兩側(cè)覆蓋在所述處理區(qū)A2-1、A2-2中輸送臺所通過的輸送通道14(參照圖8)。該覆蓋物13設(shè)置在前后方向相鄰的隔壁構(gòu)件7之間。在覆蓋物13的上部與左右的兩側(cè)部具有多個貫通孔15，由供給管44噴出的氣體通過該貫通孔15，并從排出管48排出。在所述處理區(qū)A2-1、A2_2，如上文所述，從加熱爐1的上部提供的氣體邊擴散邊向下(輸送臺50)側(cè)流動，在氣流中偶爾會產(chǎn)生紊流，利用所述覆蓋物13，使通過貫通孔15的氣體被整流，能夠防止氣流產(chǎn)生紊流，從而能夠?qū)⒀b載在輸送臺50上的被處理件W周圍的氣體濃度(氛圍)均勻化。由此，能夠使擴散處理后的多個被處理件W的質(zhì)量進一步均勻化。此外，在圖3中，如上文所述，加熱爐1內(nèi)被隔壁構(gòu)件7從送入部11 一側(cè)起劃分為升溫處理區(qū)Al、均熱處理區(qū)A2以及降溫處理區(qū)A3。因此，設(shè)置旁通流路17，用于將降溫處理區(qū)A3的第六處理區(qū)A3-2的氮氣提供給升溫處理區(qū)Al的第一處理區(qū)A1-1。旁通流路17由管構(gòu)成。另外，在第六處理區(qū)A3-2的外部周圍設(shè)置有用于將氮氣強制排出的風(fēng)扇18，由該風(fēng)扇18排出的氮氣通過所述旁通流路17 提供給第一處理區(qū)A1-1。另外，旁通流路17與為了形成氣幕而流動有氮氣的供給管44相連，旁通流路17內(nèi)部的氮氣也可以混合在提供給第一處理區(qū)Al-I的氮氣里。另外，第六處理區(qū)A3-2含在降溫處理區(qū)A3中，由于被加熱后的被處理件W通過，使所述第六處理區(qū)A3-2 的氮氣比第一處理區(qū)Al-I的氮氣溫度高。通過所述旁通流路17，可以將第六處理區(qū)A3_2(變?yōu)楦邷氐谋惶幚砑)的余熱傳送給第一處理區(qū)A1-1，并能夠通過該余熱將在第二處理區(qū)A1-2中加熱的被處理件預(yù)熱，可以減少用于加熱被處理件所需的消耗電量。
此外，為了利用余熱，在排氣裝置42的排出管48之中，設(shè)置變?yōu)楦邷氐臍怏w流動的排出管48 (例如，均熱處理區(qū)A2的氣體流動的排出管48)，并在供氣裝置41的供給管44 之中，設(shè)置含氧氯化磷的氣體流動的供給管44，也可以將所述管48、44用共同的隔熱材料包圍。在這種情況下，能夠?qū)⑴懦龉?8的熱量傳遞給含有氧氯化磷的氣體，可以減少為了防止氧氯化磷的冷凝所需的加熱器的消耗電量。另外，并設(shè)的管48、44被設(shè)置在加熱爐1 外。[7.關(guān)于輸送臺50的結(jié)構(gòu)]以下對輸送臺50進行詳細說明。在圖2和圖10中，輸送臺50包括裝載被處理件W的主體部51;在加熱爐1的底面(底板45d)滾動的車輪部52。輸送臺50通過高溫的加熱爐1內(nèi)，所以必需具有耐熱性。因此，主體部51和車輪部52全部由玻璃或陶瓷制成， 例如，由石英玻璃或氮化硅制成。主體部51包括上部61，由棒狀構(gòu)件51a組成長方體狀的框體，用來保持被處理件W的左右側(cè)端；下部62，從下面支撐上部61所保持的被處理件W。在上部61的左右兩側(cè)的棒狀構(gòu)件51a上形成多個縱溝63，通過將被處理件W的側(cè)端夾到該縱溝63中，使被處理件W保持立起姿勢。并且，被處理件W被裝載在下部62的在前后方向延伸的棒狀構(gòu)件51a 上。在主體部51上可以裝載近100張的被處理件W。車輪部52設(shè)置在主體部51的前后左右的四處，各車輪部52具有滾動軸承60。在圖2和圖11中，各車輪部52具備車輪軸56，從固定在所述下部62的左右兩側(cè)的滑塊53
10向左右方向外側(cè)突出；內(nèi)輪57，安裝在該車輪軸56上，在外周面上具有呈凹曲面的內(nèi)滾動面57a ；外輪58，設(shè)置在該內(nèi)輪57的直徑方向外側(cè)，在內(nèi)周面上具有外滾動面58a ；以及多個滾珠(滾動體)59，介于內(nèi)輪57和外輪58之間，在內(nèi)外的滾動面57a、58a上滾動。在本實施方式中，具備內(nèi)輪57、外輪58以及滾珠59的滾動軸承60是角接觸球軸承。此外，外輪58用作在加熱爐1的底面(底板45d)上滾動的構(gòu)件。另外，滾動軸承60 不包括保持滾珠59的保持架，而是由滿裝球軸承構(gòu)成的。在車輪軸56的前端部形成在上下方向貫通的孔56a，銷65插入在該孔56a中。銷 65的頭部6 處于從車輪軸56的外周面突出的狀態(tài)，內(nèi)輪57設(shè)置在該頭部6 與滑塊53 之間，內(nèi)輪57在左右方向兩側(cè)以防脫狀態(tài)安裝在車輪軸56上。通過該銷65能夠防止內(nèi)輪 57脫落，并使?jié)L動軸承60可以安裝。此外，為了方便維護將其設(shè)置成可拆卸的。通過將左右方向內(nèi)側(cè)(在圖11中為左側(cè))的肩部58b設(shè)置在滾珠59與下部62 (滑塊5 之間，來防止外輪58向左右方向兩側(cè)脫落。外輪58的左右方向外側(cè)(在圖11中為右側(cè))的肩部58c的內(nèi)徑D 1與外部滾動面58a的內(nèi)徑大體相同，或比外部滾動面58a的內(nèi)徑大。這是因為，如上文所述，滾動軸承 60是耐熱性高的材質(zhì)，所述材質(zhì)在一般情況線膨脹系數(shù)較小。即，例如在常溫環(huán)境下使用的一般的深槽滾動軸承中使用鋼材，利用熱膨脹能夠組裝滾動軸承，但由線膨脹系數(shù)小的材質(zhì)制成的滾動軸承在組裝上較為困難。但采用本實施方式的滾動軸承60，將滾珠59裝入內(nèi)輪57與外輪58之間的作業(yè)則變得簡單。在圖10中，如上所述，在加熱爐1的底部設(shè)置有排氣結(jié)構(gòu)部45，該排氣結(jié)構(gòu)部45 配置在沿輸送臺50的輸送方向上，并呈一直線。輸送臺50的主體部51位于所述排氣結(jié)構(gòu)部45的上方，滑塊53與排氣結(jié)構(gòu)部 45(側(cè)壁45b)的左右兩側(cè)間設(shè)置有間隙。在左右的滑塊53、53之間形成有空間部，在左右的各滑塊53上設(shè)置能夠獨立轉(zhuǎn)動的車輪部52。S卩，在左右車輪部52、52之間沒有共用的長的車輪軸。因此，排氣結(jié)構(gòu)部45可以位于滑塊53與53之間的所述空間部。另外，在擴散處理裝置以外的空間，可以使用于將被處理件W從輸送臺50取出的輸送機器人的手臂位于所述空間部，從而有助于輸送機器人作業(yè)的自動化。通過滑塊53與排氣結(jié)構(gòu)部45，使輸送臺50跨立在排氣結(jié)構(gòu)部45的左右，由輸送裝置2輸送的輸送臺50在前后方向被引導(dǎo)。通過滑塊53與排氣結(jié)構(gòu)部45的左右的側(cè)壁 4 接觸，使輸送臺50在左右方向被引導(dǎo)而不會脫落。此外，如圖2所示，滑塊53的與側(cè)壁 45b的接觸部做成從前后方向兩側(cè)向中央部53a隆起的傾斜面53b。以減小與側(cè)壁45b的接觸面積，從而減少接觸阻力。此外，如圖7所示，車輪部52位于被處理件W的下方，設(shè)置在比所述被處理件W的寬度窄的范圍內(nèi)。以防止輸送臺50在左右方向變大。在圖3中，輸送臺50的前后方向的長度尺寸小于被隔壁構(gòu)件7劃分的各處理區(qū)的前后方向的長度尺寸。在本實施方式中，通過將隔壁構(gòu)件7等間隔設(shè)置，使各處理區(qū)被設(shè)置成相等長度，而且，各處理區(qū)的長度與兩臺輸送臺50的全長相等。按照所述構(gòu)成，各輸送臺50不能橫跨連續(xù)三個處理區(qū)。例如，一臺輸送臺50不能橫跨被提供含有氧氯化磷的氣體的第三處理區(qū)A2-1、實際進行擴散處理的第四處理區(qū)A2-2以及進行降溫的第五處理區(qū)A3-1。另外，將由壓力驅(qū)動部21推動形成的輸送臺50的壓力沖程S(參照圖4、圖5)與輸送臺50的長度尺寸設(shè)為大體相等，在每個沖程中，輸送臺50在前后方向的端部(一方的一側(cè))與各處理區(qū)之間的邊界部一致(圖3的狀態(tài))。由此，通過一個壓力沖程S能夠?qū)⑤斔团_50 —臺接一臺地送入各處理區(qū)，并且能夠?qū)⑤斔团_50—臺接一臺地從各處理區(qū)送出。并且，通過每個沖程，能夠?qū)⒀b載在同一臺輸送臺50上的被處理件W全部配置在例如第四處理區(qū)A2-2。因此，在第四處理區(qū)A2-2，對于裝載在同一臺輸送臺50的所有的被處理件W，在同樣的氛圍條件下進行擴散處理，能夠使所述多張被處理件W的質(zhì)量均勻化。 另外，在本實施方式中，每個沖程都有兩臺輸送臺50位于各處理區(qū)。圖12是被呈一列輸送的兩臺輸送臺50、50的側(cè)視圖。右側(cè)的輸送臺50與位于所述推進器22 —側(cè)(左側(cè))的相鄰的輸送臺50的前端部接觸，并被所述前端部推動，向送出部12—側(cè)(右側(cè))前進。另外，雖然圖中沒有表示，但所述右側(cè)的輸送臺50與位于送出部 12 一側(cè)的相鄰的輸送臺50的后端部接觸，并推動所述后端部，使相鄰的輸送臺50前進。這樣，多個輸送臺50在前后方向呈一列地被輸送到加熱爐1內(nèi)，然而在相鄰的輸送臺50、50上分別裝載的被處理件W、W之間，由于構(gòu)成輸送臺50的棒狀構(gòu)件51a、51a，在前后方向產(chǎn)生較大的間隙。該間隙比在同一臺輸送臺50上裝載的被處理件W、W之間的間距大。如果存在所述間隙，則所述間隙會導(dǎo)致加熱爐1內(nèi)的氣流產(chǎn)生紊流，裝載在輸送臺50的端部的被處理件W與裝載在中央部的被處理件W之間，可能產(chǎn)生處理質(zhì)量上的偏差。因此，在各輸送臺50的前后方向的兩端部上設(shè)置有間隔件M。間隔件M被一體安裝在主體部51上。間隔件M具有安裝在主體部51上的豎長的第一部Ma ；由該第一部分5 的上端向水平方向延伸的第二部Mb。該第二部54b的上表面與被主體部51支撐的被處理件W的上表面位于相同高度，另外，第二部54b的左右方向的寬度與所述被處理件 W的左右方向的寬度相同。通過該間隔件M、54，在加熱爐1內(nèi)，在一方(在圖12中為左側(cè))的輸送臺50上裝載的被處理件W和與其相鄰的另一方(在圖12中為右側(cè))的輸送臺50上裝載的被處理件W之間所產(chǎn)生的較大的間隙能夠被填補。因此，通過間隔件M能夠防止加熱爐1內(nèi)氣流的紊流，在擴散處理中，能夠?qū)崿F(xiàn)被處理件W的處理質(zhì)量的均一化。此外，也可以將各輸送臺50的間隔件M的第二部54b作為作業(yè)人員抓住用的把手來使用。此外，在圖10中，輸送臺50具有與加熱爐1的底面(底板45d的上表面)接觸的刷子陽。另外，在本實施方式中，還具有與排氣結(jié)構(gòu)部45(上壁4 的上表面)接觸的刷子 55。這些刷子55安裝在輸送臺50的下部，在輸送裝置2輸送輸送臺50時，刷子55能夠?qū)⒃诩訜釥t1的底面和排氣結(jié)構(gòu)部45的上面堆積的異物清掃到加熱爐1外。刷子55由石英組成的纖維束構(gòu)成。[8.關(guān)于本實施方式的連續(xù)擴散處理裝置]按照上述結(jié)構(gòu)的連續(xù)擴散處理裝置，能夠邊將裝載在輸送臺50上的被處理件W輸送到加熱爐1內(nèi)邊進行擴散處理，連續(xù)進行被處理件W的擴散處理，與以往的批處理式裝置相比更能提高生產(chǎn)率。例如，具有批處理式裝置4倍的處理能力。并且，輸送裝置2的壓力驅(qū)動部21通過推動位于送入部11的上游的輸送臺50，在將該輸送臺50依次送入加熱爐1內(nèi)的同時，利用所述送入的輸送臺50能夠?qū)⒃谙人腿氲妮斔团_50向送出部12 —側(cè)推動，在加熱爐1內(nèi)呈一列地輸送。因此，無需將輸送裝置2設(shè)置在加熱爐1內(nèi)，而能夠設(shè)置在加熱爐1外。其結(jié)果是，能夠防止加熱爐1因為與被處理件 W的大小無關(guān)的因素而變大，并能防止裝置整體的大型化。另外，由于加熱爐1內(nèi)為高溫狀態(tài)，所以，以往輸送裝置中設(shè)置在加熱爐內(nèi)的部分必須是能耐高溫的結(jié)構(gòu)或材質(zhì)，而在本實施方式中，由于無需將輸送裝置2設(shè)置在加熱爐1 內(nèi)，因此不需要所述能耐高溫的結(jié)構(gòu)或材質(zhì)。此外，加熱爐1內(nèi)被隔壁構(gòu)件7劃分為多個處理區(qū)，對每個處理區(qū)分別提供氣體的同時，在每個處理區(qū)分別排出氣體。因此，能夠使各處理區(qū)對被處理件W采取各不相同的處理內(nèi)容和處理條件。更詳細地說，向第三處理區(qū)A2-1提供用于擴散處理的氣體，而第四處理區(qū)A2-2在被劃分的區(qū)域幾乎被封閉。因此，能夠精確控制在第三處理區(qū)A2-1的氣體濃度等氛圍，此外，能夠精確控制第四處理區(qū)A2-2的氛圍，得到高質(zhì)量的被處理件W。另外，能夠使所有的被處理件W具有相同的熱履歷和氣體履歷，使質(zhì)量保持一定。此外，在以往的批處理式擴散處理裝置中，在擴散處理的前后需要升溫和降溫，能量損失較大，而本實施方式的擴散處理裝置能夠在每個處理區(qū)保持一定的爐內(nèi)溫度，可以有助于節(jié)省能源。另外，由于在升溫處理區(qū)Al與均熱處理區(qū)A2無需降溫，從而可以使用隔熱性能高的隔熱材料，可以降低加熱裝置3的耗電量。此外，由于輸送臺50具備在加熱爐1的底面滾動的車輪部52，與伴有滑動的以往裝置相比，能夠抑制因在加熱爐1內(nèi)的磨損而產(chǎn)生粉塵。即，在輸送輸送臺50上的被處理件W時，能夠抑制對所述被處理件W的處理質(zhì)量造成壞影響的粉塵的產(chǎn)生。本發(fā)明的擴散處理裝置不限于圖示的方式，在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以采用其他方式。在本發(fā)明中對加熱爐1的截面以圓形為例進行了說明，但圓形以外也可以是矩形。另外，在圓形的情況下，如圖7所示，在矩形的被處理件W與加熱爐1的內(nèi)周面之間的死區(qū)，可以配置引導(dǎo)車輪部52或輸送臺50的排氣結(jié)構(gòu)部45，從而有效利用加熱爐1內(nèi)的空間。此外，對各處理區(qū)的長度尺寸(即，相鄰的隔壁構(gòu)件7、7之間的距離)與兩臺輸送臺50的全長相等的情況進行了說明，但除此之外，也可以使各處理區(qū)的長度尺寸與η臺(η =自然數(shù))輸送臺50的全長相等。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于包括 輸送臺，裝載多張板狀的被處理件；筒狀的加熱爐，從送入所述輸送臺的送入部到送出所述輸送臺的送出部以直線狀延伸；輸送裝置，將所述輸送臺從所述送入部向所述加熱爐內(nèi)依次送入，并將已在所述加熱爐內(nèi)輸送的所述輸送臺從所述送出部依次送出；加熱裝置，對通過所述加熱爐內(nèi)的所述輸送臺上裝載的所述被處理件進行加熱；以及供氣裝置，向所述加熱爐內(nèi)提供用于擴散處理的氣體，所述輸送裝置具有壓力驅(qū)動部，所述壓力驅(qū)動部通過推動位于所述送入部的上游的所述輸送臺，將所述輸送臺依次送入所述加熱爐內(nèi)，并且，通過所述送入的輸送臺將先送入的輸送臺向所述送出部推動，在所述加熱爐內(nèi)成列地輸送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于還包括排氣結(jié)構(gòu)部，所述排氣結(jié)構(gòu)部設(shè)置在所述加熱爐的底部，并且在所述排氣結(jié)構(gòu)部內(nèi)部具有將所述加熱爐內(nèi)的氣體向所述加熱爐外導(dǎo)出的排氣流路，所述排氣結(jié)構(gòu)部沿著所述輸送臺的輸送方向呈直線配置，沿所述輸送方向引導(dǎo)由所述輸送裝置輸送的所述輸送臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于還包括多個隔壁構(gòu)件，所述多個隔壁構(gòu)件設(shè)置在所述加熱爐內(nèi)，將從所述加熱爐內(nèi)的所述送入部到所述送出部之間在輸送方向上劃分成多個處理區(qū)，所述供氣裝置向被劃分成多個的處理區(qū)中的特定處理區(qū)提供用于進行擴散處理的氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于，由所述壓力驅(qū)動部推動的所述輸送臺的壓力沖程與所述輸送臺的長度尺寸基本相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于，由所述壓力驅(qū)動部推動的所述輸送臺的壓力沖程與所述輸送臺的長度尺寸基本相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于， 所述加熱爐內(nèi)在輸送方向上被劃分成多個處理區(qū)，所述輸送臺在輸送方向上的長度尺寸小于進行擴散處理的處理區(qū)在輸送方向上的長度尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于， 所述加熱爐內(nèi)在輸送方向上被劃分成多個處理區(qū)，所述輸送臺在輸送方向上的長度尺寸小于進行擴散處理的處理區(qū)在輸送方向上的長度尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)擴散處理裝置，其特征在于， 所述加熱爐內(nèi)在輸送方向上被劃分成多個處理區(qū)，所述輸送臺在輸送方向上的長度尺寸小于進行擴散處理的處理區(qū)在輸送方向上的長度尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連續(xù)擴散處理裝置，能夠連續(xù)進行被處理件的擴散處理，并且能夠防止加熱爐因與被處理件的大小無關(guān)的因素而大型化。所述連續(xù)擴散處理裝置包括輸送臺(50)，裝載多張板狀的被處理件；筒狀的加熱爐(1)，以直線狀延伸；輸送裝置(2)，向加熱爐(1)內(nèi)依次送入輸送臺(50)，并將在加熱爐(1)內(nèi)輸送的輸送臺(50)依次送出；加熱裝置(3)，對輸送臺(50)上裝載的被處理件進行加熱；供氣裝置(41)，向加熱爐(1)內(nèi)提供用于擴散處理的氣體。輸送裝置(2)通過推動位于送入部(11)的上游的輸送臺(50)，將該輸送臺(50)送入加熱爐內(nèi)(1)的同時，利用該送入的輸送臺(50)將先送入的輸送臺(50)向送出部(12)推動，在加熱爐(1)內(nèi)成列輸送。
文檔編號H01L21/22GK102299059SQ20111002917
公開日2011年12月28日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者森川清彥, 笠次克尚, 蘆田忍, 西村圭介 申請人:光洋熱系統(tǒng)株式會社