连续扩散处理装置的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  6

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专利名称:连续扩散处理装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种连续扩散处理装置。
背景技术
例如,在利用结晶硅的太阳能电池单元制造过程中,需要进行扩散处理,S卩,使由规定元素构成的杂质附着在硅制的被处理件(晶片)的表面,并使该杂质扩散到被处理件的内部。作为进行所述扩散处理的扩散处理装置,例如有批处理式的。该批处理式装置具备加热被处理件的加热炉,该加热炉的大小只是能够容纳装载多个被处理件的托盘。在将被处理件送入该加热炉中后,向该加热炉内提供含有杂质的气体,并提高加热炉内温度,使杂质扩散到被处理件的内部。之后,在加热炉内降温后,将被处理件从加热炉取出。在使用所述批处理式加热炉的情况下,虽然希望能够提高处理质量,但实际上在加热炉内进行扩散处理的时间前后,必须要有将炉内温度提高到规定温度的时间和将炉内温度降低的时间,因此不能连续处理被处理件,从而难以提高生产效率。所以,如专利文献1所公开的连续扩散处理装置包括筒状的加热炉;输送器,排列被处理件并在加热炉内输送被处理件;加热装置,对通过加热炉内的被处理件进行加热; 以及供给装置,向加热炉内提供含有杂质的气体。所述输送器具有陶瓷制的环状链条,该环状链条的行进的通路是边在设置于加热炉内的轨道上滑动,边通过加热炉内。装载有被处理件的输送台被放置在所述行进的通路上,利用该环状链条转动,使该被处理件通过加热炉内,对该被处理件连续进行扩散処理。专利文献1 日本专利公开公报特开平9498163号按照专利文献1所记载的装置,能够对被处理件连续进行处理,从而可以提高生产效率。但是,在输送被处理件时,由于在加热炉内链条在轨道上滑动,所以因磨损从链条和轨道中的一方或双方产生粉尘,有可能对扩散处理的被处理件的质量产生坏影响。

发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种连续扩散处理装置,该连续扩散处理装置在输送被处理件时,能够抑制对该被处理件的处理质量造成坏影响的粉尘的产生。本发明的连续扩散处理装置包括输送台,装载多张处于垂直立起状态的板状的被处理件;筒状的加热炉,从送入所述输送台的送入部到送出所述输送台的送出部以直线状延伸;输送装置,将所述输送台从所述送入部向所述加热炉内依次送入,并将已在所述加热炉内输送的所述输送台从所述送出部依次送出;加热装置,对通过所述加热炉内的所述输送台上装载的所述被处理件进行加热;以及供气装置,向所述加热炉内提供用于扩散处理的气体,所述输送台具有车轮部,所述车轮部利用滚动轴承在所述加热炉的底面上滚动。按照本发明,由于输送台具有利用滚动轴承在加热炉的底面上滚动的车轮部,所以与伴有滑动的以往的结构相比,能够抑制因在加热炉内的磨损而产生粉尘。此外,连续扩散处理装置还包括排气结构部,所述排气结构部设置在所述加热炉底部,且在内部具有将所述加热炉内的气体向所述加热炉外导出的排气流路,所述排气结构部沿所述输送台的输送方向呈直线配置,并沿所述输送方向弓丨导由所述输送装置输送的输送台。在这种情况下,把向外部排出加热炉内的气体的排气结构部兼作向输送方向引导输送台的引导装置。此外,在这种情况下优选的是,所述输送台具有主体部,位于所述排气结构部的上方,装载所述被处理件;以及导向块,安装在所述主体部的左右两侧,并配置成与所述排气结构部的左右两侧之间具有间隙。在这种情况下,输送台成为跨立在排气结构部上的状态,被排气结构部沿输送方向引导。此外优选的是,所述输送台具有间隔件,当在所述加热炉内输送的状态下,所述间隔件填补在所述输送台上装载的被处理件和与其相邻的输送台上装载的被处理件之间。多个输送台成列地通过加热炉内,如果在相邻的输送台上分别装载的被处理件之间存在有较大的间隙,则在输送台的端部产生气流的紊流,有可能导致在输送台端部一侧的被处理件和在中央部位的被处理件之间处理质量产生波动,但利用所述间隔件可以防止气流的紊流,能够使处理质量均一化。此外优选的是,所述输送台具有刷子,所述刷子安装在所述输送台的下部,与所述加热炉底面接触。在这种情况下,如果输送输送台,则可以将堆积在加热炉底面上的异物清扫到加热炉外。此外优选的是,所述车轮部包括车轮轴,从所述输送台的主体部向左右方向外侧突出;内轮,安装在所述车轮轴上,在外周面上具有呈凹曲面的内滚动面;外轮,设置在所述内轮的直径方向外侧,在内表面上具有外滚动面;以及滚动件,介于所述内轮和所述外轮之间,并在所述内滚动面和所述外滚动面上滚动,所述外轮左右方向的一侧的肩部的内径与所述外滚动面的内径基本相同或比所述外滚动面的内径大。由此,成为车轮部在加热炉底面上滚动的结构。此外,虽然也可以在外轮的外周上还设置在加热炉底面上滚动的环形构件,但是也可以把外轮用作在加热炉的底面上滚动的构件。由于输送台通过高温的加热炉内,所以优选的是除了输送台主体部以外,车轮部也采用玻璃或陶瓷那样的耐热性高的材质,在这种情况下,该材质一般来说线膨胀系数较小。其中,例如在常温环境下使用的一般的深槽滚动轴承,使用钢材,利用热膨胀能够组装滚动轴承。但由上述线膨胀系数小的材质制成的滚动轴承难以与滚动件进行组装,不过按照所述结构,将滚动件装入内轮与外轮之间的作业则变得简单。按照本发明,在输送装载在输送台上的被处理件时,能够抑制对该被处理件的处理质量造成坏影响的粉尘的产生。


图1是连续扩散处理装置的立体图。图2是输送台的立体图。图3是说明加热炉、输送装置以及加热装置的纵向剖视图。图4是输送装置的说明图。图5是输送装置的说明图。图6是连续扩散处理装置的横剖视图。图7是用于加热炉内的加热炉的横剖视图。图8是隔壁构件的立体图。图9是排气装置的说明图。图10是表示加热炉的底部的说明图。图11是输送台的车轮部的说明图。图12是装载在输送台上的间隔件的说明图。附图标记说明1 加热炉,2 输送装置,3 加热装置,11 送入部,12 送出部,41 供气装置,45 排气结构部,46 排气流路,50 输送台,51 主体部,52 车轮部,53 导向块,53a 中央部, 54 间隔件,55 刷子,56 车轮轴,56a 孔,57 内轮,57a 内滚动面,58 外轮,58a 外滚动面,58b 内侧的肩部,58c 外侧的肩部,59 滚珠,60 滚动轴承,W 被处理件
具体实施例方式以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。[1.关于整体结构]图1是本发明的连续扩散处理装置的立体图。所述连续扩散处理装置用于对被处理件进行扩散处理。例如,所述连续扩散处理装置用于在利用结晶硅的太阳能电池单元制造过程中,使由规定元素构成的杂质附着在硅制的晶片(被处理件)表面,并使所述杂质扩散到所述晶片的内部。在图1中省略了对被处理件的记述。连续扩散处理装置包括输送台50,放置多张板状的被处理件;筒状的加热炉1 ; 输送装置2,输送多个输送台50 ;加热装置3,具有将加热炉1内加热的加热器30 ;给排气装置4,向加热炉1内提供气体以及排出所述加热炉1内的气体。另外,连续扩散处理装置具备控制输送装置2等各装置的控制装置5。加热炉1的长边方向(在图1中为左右方向) 与输送台50被输送的方向一致,把该方向称为前后方向。此外,有时也将与输送台50被输送的方向垂直的水平方向称为左右方向。[2.关于输送台50的简要结构]图2是输送台50的立体图。输送台50具备主体部51,以等间隔垂直立起的状态装载多张板状的被处理件W ;车轮部52,安装于主体部51上,并在加热炉1的底面上滚动。被处理件W以与前后方向垂直的状态装载在主体部51中。主体部51是由多根圆柱状的棒状构件51a组成的长方体状的框体。另外,将在后文说明输送台50的详细结构。[3.关于加热炉1、输送装置2以及加热装置3的结构]图3是说明加热炉1、输送装置2以及加热装置3的纵向剖视图。在图3中省略了对被处理件的记述。
加热炉1在前后方向长,从送入输送台50的送入部11到送出输送台50的送出部 12呈直线状延伸。加热炉1由石英玻璃或陶瓷制成,是由截面为圆形的筒构成。加热炉1 设置在连续扩散处理装置具有的台6 (参照图1)上。所述加热炉1 ( 一般称为炉芯管)是从送入部11到送出部12之间无间断的一个整体,以防止内部气体的泄漏。作为加热炉1 一个端部的送入部11与作为另一个端部的送出部12是敞开的。但利用在后文说明的净化用气体(purge gas),在加热炉1内的两端部形成气幕,使加热炉1内的气氛与加热炉1外的大气隔断。输送装置2具有如下功能在将输送台50从送入部11向加热炉1内依次送入的同时,将被送入的输送台50在加热炉1内输送,并将输送台50从送出部12依次送出。图 4与图5是输送装置2的说明图。输送装置2具有压力驱动部21,用于在加热炉1内成列输送多个输送台50。压力驱动部21具有推进器22,与输送台50相接触;移动片23,所述推进器22安装在所述移动片上;驱动装置对,使该移动片23在前后方向上作往复移动。推进器22、移动片23以及驱动装置M被配置在所述台6 (参照图1)上,它们都设置在加热炉1外。驱动装置M受所述控制装置5的控制,使移动片23沿前后方向反复前后移动。通过移动片23的前进(参照图幻使推进器22向送入部11 一侧推动输送台50。采用所述输送装置2,通过将位于送入部11上游(身前一侧)的处理区AO的输送台50 (在图4与图5中为50-1)向送入部11 一侧推动,将所述输送台50-1送入加热炉 1内,同时,由该送入的输送台50-1将之前被送入的输送台50 (50-2、50-3)向送出部12 — 侧推动,可以同时将多个输送台50(50-2、50-3)成列地在加热炉1内输送。并且,可以从送出部12将输送台50送出到位于加热炉1外部的处理区A4。推进器22的冲程S,即,由压力驱动部21推动的输送台50的压力冲程S,与输送台50的长度L大体相等。另外,所谓大体相等是指包括输送台50的长度L在包含了余量 K后的全长与所述冲程S相等的情况,所述余量K是在进行将输送台50向加热炉1送入的准备作业时,为了将输送台50置于送入部11上游的处理区AO所必需的余量K (空间)。此外,在图5中,利用一个压力冲程S被送入加热炉1的输送台50-1的左侧端部与加热炉1的左侧端部在前后方向的位置大体一致。这样,通过一个压力冲程S就可以将输送台50 —台接一台地从送入部11送入至加热炉1内,并且可以将输送台50 —台接一台地从加热炉1送出。在图3中,加热装置3具备多个加热器30,设置在加热炉1的外部周围并排列在前后方向上;筒状的隔热材料31,与各加热器30 —起从外部周围覆盖加热炉1。加热装置 3对加热炉1内部进行加热,并加热通过加热炉1内的输送台50上放置的被处理件。在后文将进行说明,加热炉1内被划分为多个处理区,在多个处理区之中的处理区Al-2、A2-1、A2-2、A3-1的外部周围分别设置有加热器30。加热器30例如是筒型加热器。隔热材料31至少被设置在处理区A1-2、A2-1、A2-2、A3-1的外部周围。图6是扩散处理装置的横向剖视图。隔热材料31整体呈筒状,但为分割结构,沿前后方向(在图6 中为纸面方向)被切断,在前后方向上具有长的分割面32。与隔热材料31相同,环型的所述加热器30也是沿前后方向被切断的分割结构,与分割面32在相同的位置被分割。在隔热材料31的外部周围,在隔着分割面32的直径方向两侧,设置有铰接部33 与锁定部34。通过将锁定部34由固定状态(图6的状态)调整为固定解除状态,以铰接部33为中心,可以将分割结构的隔热材料31展开。通过将隔热材料31与加热器30设置为分割结构,使在隔热材料31的内侧的加热炉1能够装卸,使得装置的维护变得容易。在图3中,在加热炉1内设置有多个隔壁构件7。隔壁构件7把加热炉1内从送入部11到送出部12之间在前后方向上划分为多个处理区。在本实施方式中,由五个隔壁构件 7,划分为六个处理区 Al-I、Al-2、A2-1、A2-2、A3-1、A3-2。第一与第二处理区Al-I、A1-2是升温处理区Al,在其中的第一处理区Al-I形成所述气幕。在第二处理区A1-2中,通过由设置在其外部周围的加热器30来加热炉内,使通过第二处理区A1-2的被处理件W的温度升高。第三与第四处理区A2-1、A2_2是使炉内温度保持一定的均热处理区A2,通过设置在均热处理区外部周围的加热器30,使炉内温度保持在例如850 900°C,从而使通过均热处理区A2的被处理件的温度保持一定。在第三处理区A2-1,向炉内提供用于进行扩散处理的气体,在第四处理区A2-2,对表面附着有含在所述气体中的杂质的被处理件进行实际的扩散处理。第五与第六处理区A3-1、A3-2是降温处理区A3,在其中的第五处理区A3_l,利用设置在其外部周围的加热器30,使炉内温度从规定的温度逐渐降低,在第六处理区A3-2形成所述气幕。图7是用于说明加热炉1内部结构的加热炉1的横向剖视图。图8是隔壁构件7 的立体图。将在后文说明图8中表示的覆盖物13。隔壁构件7具有板状的壁部7a;左右的脚部7b,固定在该壁部7a的下部,使所述壁部7a保持立起状态。在壁部7a形成容许装载被处理件W的输送台50通过的开口 7c。此外,在壁部7a形成多个贯通孔7d,插通后文说明的供给管44以及温度传感器的电缆(存放管)、压力传感器的电缆(存放管)和用于对各处理区的气体进行取样的管等。各隔壁构件7沿前后方向可移动地设置在加热炉1内,能够改变各处理区的前后方向的长度。即,脚部7b安装在加热炉1的底部,隔壁构件7不是永久固定在加热炉1的内周表面。[4.关于给排气装置4]在图1中,给排气装置4具有向加热炉1内提供气体的供气装置41 ;将加热炉1 内的气体向所述加热炉1外部排出的排气装置42。在图3中,供气装置41具备气体源43、与该气体源43相连并向加热炉1内延伸的供给管44。在本实施方式中设置有从气体源43通过送入部11 一侧的多根供给管44、从气体源43通过送出部12 —侧的多根供给管44。在各供给管44上设置有多个能够喷出气体的喷出口(孔),每个供给管44的喷出口在前后方向上位置不同。此外,气体源43向每个供给管44送出不同种类的气体,并由每个供给管44喷出不同种类的气体。因此,可以向在前后方向上的多个处理区中的每个处理区提供不同的气体。此外,供气装置41具有阀门49a,所述阀门49a在每个处理区对提供给各处理区的气体的流量进行调整。
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在本实施方式(参照图3)中,向第一处理区Al-I提供氮气(净化用气体)以形成气幕。向使炉内升温的第二处理区A1-2提供含有氮与氧的气体。向第三处理区A2-1提供含有氧氯化磷与氧的气体,以作为能够进行扩散处理的气体。向实际进行扩散处理的第四处理区A2-2提供含有氮与氧的气体。向使炉内降温的第五处理区A3-1提供氮气。并且, 向第六处理区A3-2提供氮气(净化用气体)以形成气幕。另外,可以按照处理内容等更改在各处理区喷出的气体的种类。通过所述供气装置41,能够向用于对被处理件进行扩散处理的均热处理区A2提供用于扩散处理的气体,并且能够向升温处理区Al与降温处理区A3提供规定的气体。并且,在均热处理区A2中的第三处理区A2-1,通过使被处理件停留在含有规定浓度的杂质(氧氯化磷)的气体中,使所述杂质附着在被处理件的表面。并且,在第四处理区 A2-2,对于被处理件,使杂质以规定的分布(规定的扩散深度)扩散。图9是排气装置42的说明图。排气装置42具备排出器(泵)47,用于排出气体; 排出管48,与该排出器47相连,并向加热炉1内延伸。排出管48的一部分设置在加热炉1 的底部。并设置由排出器47通过送入部11 一侧的多根排出管48,以及由排出器47通过送出部12 —侧的多根排出管48。此外,排气装置42具有阀门49b,所述阀门49b在每个处理区对从加热炉1内排出的气体的流量进行调整。图10是加热炉1的底部的说明图。在加热炉1内,在各个所述排出管48上设置有多个吸引气体的吸引口(孔)48a,每个排出管48上的吸引口 48a在前后方向上的位置各不相同。此外,每个排出管48吸引不同种类的气体,在每个排出管48中流动着不同种类的气体。因此,能够在每个处理区将不同的气体排到炉外。在加热炉1的底部设置有排气结构部45,在该排气结构部45的内部具有将加热炉 1内的气体向加热炉1外导出的排气流路46。在本实施方式中,排气流路46由所述排出管 48构成。即,排出管48容纳在排气结构部45内。排气结构部45具有在前后方向长的左右的侧壁4 和在前后方向长的上壁45a, 并由容纳三根排出管48的箱体构成。并且,在上壁4 形成多个贯通孔45c。各处理区的气体通过该贯通孔45c及所述吸引口 48a被排到加热炉1的外部。本实施方式的排气装置42 (参照图9)在第一处理区Al-I吸引形成气幕的氮气。 在第二处理区A1-2吸引提供到炉内的含有氮与氧的气体。在第三处理区A2-1吸引用于进行扩散处理的气体(含有氧氯化磷与氧的气体)。在进行扩散处理的第四处理区A2-2吸引提供到炉内的含有氮与氧的气体。在第五处理区A3-1吸引提供到炉内的氮气。此外,在第六处理区A3-2吸引形成气幕的氮气。所述排气装置42既能排出用于进行扩散处理的均热处理区A2的剩余气体,又能排出升温处理区Al与降温处理区A3的气体。如上文所述,具备所述排气装置42与所述供气装置41的给排气装置4,既能向每个处理区分别提供气体,又能在每个处理区分别排出气体。 此外,供气装置41的供给管44是可拆卸的,可以与喷出口的配置模式不同的供给管44替换。此外,排气结构部45的上壁45a与排出管48是可拆卸的,可以与贯通孔45c 和吸引口 48a的配置模式不同的上壁4 和排出管48替换。 此外,排气结构部45除具有把加热炉1内的气体向外排出的功能以外,还具有引导输送台50的功能。如图9所示,排气结构部45被连续配置在加热炉1内,并沿前后方向呈一直线。此外,该排气结构部45—直延伸到加热炉1外(参照图3)的处理区AO与处理区A4。这样, 排气结构部45被配置在沿输送台50的输送方向上,并呈一直线,能够将输送装置2输送的多个输送台50沿前后方向从送入部11引导至送出部12。下面对所述引导功能进行详细说明。如图10所示,排气结构部45除具有左右的侧壁4 与上壁45a以外,还具有在前后方向长的底板45d。在底板45d的左右两侧形成行走面45e,所述行走面45e由侧壁45b向左右的两侧方向延伸,并且在前后方向连续。输送台50的左右的车轮部52在所述行走面4 上滚动,输送台50跨立在左右的侧壁4 与上壁45a上。此外,在下文也将进行说明,输送台50具有与侧壁4 滑动接触的导向块53,通过该导向块53,沿排气结构部45呈直线地引导输送台50。如上所述,具有排出气体的功能的排气结构部45还可以兼作在前后方向上引导输送台50的引导装置。排气结构部45在前后方向可以被分割为多个部分。在图9的实施方式中,上壁 45a和侧壁4 与处理区的分割数相同地被划分成六段,其分割位置与处理区的边界一致。 底板45d在中央被分割,分割成两段。上壁4 与侧壁4 可以分别固定在被分割成两段的底板45d上。底板45d之间的分割部分(接合面)为了组装简便,做成锥形面45f。通过将接合面做成锥形面45f,接合面相对于车轮部52的行进方向倾斜,使车轮部52可以顺畅地渡过接合面。[5.关于控制装置5]控制装置5由具有处理装置(CPU)和存储装置的计算机构成,通过所述处理装置执行存储在存储装置中的计算机程序,来控制输送装置2 (驱动装置24)、加热装置3 (加热器30)等各装置。例如,加热装置3具有检测各处理区Al-2、A2-1、A2_2、A3-1温度的温度传感器, 按照该温度传感器的检测结果,控制装置5通过控制各加热器30,分别调整各处理区的炉内温度。通过该控制装置5能够在每个处理区精确控制加热炉1内的氛围温度。此外,给排气装置4具有检测各处理区A1-2、A2-1、A2-2、A3_1压力的压力传感器, 按照该压力传感器的检测结果,控制装置5通过控制向炉内提供的气体的流量(调整供应流量的所述阀门49a,如图3)和/或从炉内排出的气体的流量(调整排出流量的所述阀门 49b,如图9),分别调整各处理区的炉内的压力。通过该控制装置5能够在每个处理区精确控制加热炉1内的压力。[6.关于扩散处理装置具备的其他结构]在图3中,由于供气装置41的供给管44配置在加热炉1的上部,排气装置42的排出管48配置在加热炉1的下部,因此,在加热炉1内气体从上部到下部在各处理区扩散流动。所以,在用于进行扩散处理的处理区亦即第三处理区A2-1与第四处理区A2-2设置覆盖物13,所述覆盖物13从上面和左右两侧覆盖在所述处理区A2-1、A2-2中输送台所通过的输送通道14(参照图8)。该覆盖物13设置在前后方向相邻的隔壁构件7之间。在覆盖物13的上部与左右的两侧部具有多个贯通孔15,由供给管44喷出的气体通过该贯通孔15,并从排出管48排出。在所述处理区A2-1、A2_2,如上文所述,从加热炉1的上部提供的气体边扩散边向下(输送台50)侧流动,在气流中偶尔会产生紊流,利用所述覆盖物13,使通过贯通孔15的气体被整流,能够防止气流产生紊流,从而能够将装载在输送台50上的被处理件W周围的气体浓度(氛围)均勻化。由此,能够使扩散处理后的多个被处理件W的质量进一步均勻化。此外,在图3中,如上文所述,加热炉1内被隔壁构件7从送入部11 一侧起划分为升温处理区Al、均热处理区A2以及降温处理区A3。因此,设置旁通流路17,用于将降温处理区A3的第六处理区A3-2的氮气提供给升温处理区Al的第一处理区A1-1。旁通流路17由管构成。另外,在第六处理区A3-2的外部周围设置有用于将氮气强制排出的风扇18,由该风扇18排出的氮气通过所述旁通流路17 提供给第一处理区A1-1。另外,旁通流路17与为了形成气幕而流动有氮气的供给管44相连,旁通流路17内部的氮气也可以混合在提供给第一处理区Al-I的氮气里。另外,第六处理区A3-2含在降温处理区A3中,由于被加热后的被处理件W通过,使所述第六处理区A3-2 的氮气比第一处理区Al-I的氮气温度高。通过所述旁通流路17,可以将第六处理区A3_2(变为高温的被处理件W)的余热传送给第一处理区A1-1,并能够通过该余热将在第二处理区A1-2中加热的被处理件预热,可以减少用于加热被处理件所需的消耗电量。此外,为了利用余热,在排气装置42的排出管48之中,设置变为高温的气体流动的排出管48 (例如,均热处理区A2的气体流动的排出管48),并在供气装置41的供给管44 之中,设置含氧氯化磷的气体流动的供给管44,也可以将所述管48、44用共同的隔热材料包围。在这种情况下,能够将排出管48的热量传递给含有氧氯化磷的气体,可以减少为了防止氧氯化磷的冷凝所需的加热器的消耗电量。另外,并设的管48、44被设置在加热炉1 外。[7.关于输送台50的结构]以下对输送台50进行详细说明。在图2和图10中,输送台50包括装载被处理件W的主体部51;在加热炉1的底面(底板45d)滚动的车轮部52。输送台50通过高温的加热炉1内,所以必需具有耐热性。因此,主体部51和车轮部52全部由玻璃或陶瓷制成, 例如,由石英玻璃或氮化硅制成。主体部51包括上部61,由棒状构件51a组成长方体状的框体,用来保持被处理件W的左右侧端;下部62,从下面支撑上部61所保持的被处理件W。在上部61的左右两侧的棒状构件51a上形成多个纵沟63,通过将被处理件W的侧端夹到该纵沟63中,使被处理件W保持立起姿势。并且,被处理件W被装载在下部62的在前后方向延伸的棒状构件51a 上。在主体部51上可以装载近100张的被处理件W。车轮部52设置在主体部51的前后左右的四处,各车轮部52具有滚动轴承60。在图2和图11中,各车轮部52具备车轮轴56,从固定在所述下部62的左右两侧的导向块 53向左右方向外侧突出;内轮57,安装在该车轮轴56上,在外周面上具有呈凹曲面的内滚动面57a;外轮58,设置在该内轮57的直径方向外侧,在内周面上具有外滚动面58a;以及多个滚珠(滚动体)59,介于内轮57和外轮58之间,在内外的滚动面57a、58a上滚动。在本实施方式中,具备内轮57、外轮58以及滚珠59的滚动轴承60是角接触球轴承。此外,外轮58用作在加热炉1的底面(底板45d)上滚动的构件。另外,滚动轴承60 不包括保持滚珠59的保持架,而是由满装球轴承构成的。在车轮轴56的前端部形成在上下方向贯通的孔56a,销65插入在该孔56a中。销 65的头部6 处于从车轮轴56的外周面突出的状态,内轮57设置在该头部6 与导向块 53之间,内轮57在左右方向两侧以防脱状态安装在车轮轴56上。通过该销65能够防止内轮57脱落,并使滚动轴承60可以安装。此外,为了方便维护将其设置成可拆卸的。通过将左右方向内侧(在图11中为左侧)的肩部58b设置在滚珠59与下部62 (导向块5 之间,来防止外轮58向左右方向两侧脱落。外轮58的左右方向外侧(在图11中为右侧)的肩部58c的内径Dl与外滚动面 58a的内径大体相同,或比外滚动面58a的内径大。这是因为,如上文所述,滚动轴承60是耐热性高的材质,所述材质在一般情况线膨胀系数较小。即,例如在常温环境下使用的一般的深槽滚动轴承中使用钢材,利用热膨胀能够组装滚动轴承,但由线膨胀系数小的材质制成的滚动轴承在组装上较为困难。但采用本实施方式的滚动轴承60,将滚珠59装入内轮 57与外轮58之间的作业则变得简单。在图10中,如上所述,在加热炉1的底部设置有排气结构部45,该排气结构部45 配置在沿输送台50的输送方向上,并呈一直线。输送台50的主体部51位于所述排气结构部45的上方,导向块53与排气结构部 45(侧壁45b)的左右两侧间设置有间隙。在左右的导向块53、53之间形成有空间部,在左右的各导向块53上设置能够独立转动的车轮部52。即,在左右车轮部52、52之间没有共用的长的车轮轴。因此,排气结构部45可以位于导向块53与53之间的所述空间部。另外,在扩散处理装置以外的空间,可以使用于将被处理件W从输送台50取出的输送机器人的手臂位于所述空间部,从而有助于输送机器人作业的自动化。通过导向块53与排气结构部45,使输送台50跨立在排气结构部45的左右,由输送装置2输送的输送台50在前后方向被引导。通过导向块53与排气结构部45的左右的侧壁4 接触,使输送台50在左右方向被引导而不会脱落。此外,如图2所示,导向块53 的与侧壁45b的接触部做成从前后方向两侧向中央部53a隆起的倾斜面53b。以减小与侧壁45b的接触面积,从而减少接触阻力。此外,如图7所示,车轮部52位于被处理件W的下方,设置在比所述被处理件W的宽度窄的范围内。以防止输送台50在左右方向变大。在图3中,输送台50的前后方向的长度尺寸小于被隔壁构件7划分的各处理区的前后方向的长度尺寸。在本实施方式中,通过将隔壁构件7等间隔设置,使各处理区被设置成相等长度,而且,各处理区的长度与两台输送台50的全长相等。按照所述构成,各输送台50不能横跨连续三个处理区。例如,一台输送台50不能横跨被提供含有氧氯化磷的气体的第三处理区A2-1、实际进行扩散处理的第四处理区 A2-2以及进行降温的第五处理区A3-1。另外,将由压力驱动部21推动形成的输送台50的压力冲程S(参照图4、图5)与输送台50的长度尺寸设为大体相等,在每个冲程中,输送台50在前后方向的端部(一方的一侧)与各处理区之间的边界部一致(图3的状态)。由此,通过一个压力冲程S能够将输送台50 —台接一台地送入各处理区,并且能够将输送台50—台接一台地从各处理区送出。并且,通过每个冲程,能够将装载在同一台输送台50上的被处理件W全部配置在例如第四处理区A2-2。因此,在第四处理区A2-2,对于装载在同一台输送台50的所有的被处理件W,在同样的氛围条件下进行扩散处理,能够使所述多张被处理件W的质量均勻化。 另外,在本实施方式中,每个冲程都有两台输送台50位于各处理区。图12是被呈一列输送的两台输送台50、50的侧视图。右侧的输送台50与位于所述推进器22 —侧(左侧)的相邻的输送台50的前端部接触,并被所述前端部推动,向送出部12—侧(右侧)前进。另外,虽然图中没有表示,但所述右侧的输送台50与位于送出部 12 一侧的相邻的输送台50的后端部接触,并推动所述后端部,使相邻的输送台50前进。这样,多个输送台50在前后方向呈一列地被输送到加热炉1内,然而在相邻的输送台50、50上分别装载的被处理件W、W之间,由于构成输送台50的棒状构件51a、51a,在前后方向产生较大的间隙。该间隙比在同一台输送台50上装载的被处理件W、W之间的间距大。如果存在所述间隙,则所述间隙会导致加热炉1内的气流产生紊流,装载在输送台50的端部的被处理件W与装载在中央部的被处理件W之间,可能产生处理质量上的偏差。因此,在各输送台50的前后方向的两端部上设置有间隔件M。间隔件M被一体安装在主体部51上。间隔件M具有安装在主体部51上的竖长的第一部Ma ;由该第一部分5 的上端向水平方向延伸的第二部Mb。该第二部54b的上表面与被主体部51支撑的被处理件W的上表面位于相同高度,另外,第二部54b的左右方向的宽度与所述被处理件 W的左右方向的宽度相同。通过该间隔件M、54,在加热炉1内,在一方(在图12中为左侧)的输送台50上装载的被处理件W和与其相邻的另一方(在图12中为右侧)的输送台50上装载的被处理件W之间所产生的较大的间隙能够被填补。因此,通过间隔件M能够防止加热炉1内气流的紊流,在扩散处理中,能够实现被处理件W的处理质量的均一化。此外,也可以将各输送台50的间隔件M的第二部54b作为作业人员抓住用的把手来使用。此外,在图10中,输送台50具有与加热炉1的底面(底板45d的上表面)接触的刷子阳。另外,在本实施方式中,还具有与排气结构部45(上壁45a的上表面)接触的刷子 55。这些刷子55安装在输送台50的下部,在输送装置2输送输送台50时,刷子55能够将在加热炉1的底面和排气结构部45的上面堆积的异物清扫到加热炉1外。刷子55由石英组成的纤维束构成。[8.关于本实施方式的连续扩散处理装置]按照上述结构的连续扩散处理装置,能够边将装载在输送台50上的被处理件W输送到加热炉1内边进行扩散处理,连续进行被处理件W的扩散处理,与以往的批处理式装置相比更能提高生产率。例如,具有批处理式装置4倍的处理能力。并且,输送装置2的压力驱动部21通过推动位于送入部11的上游的输送台50,在
13将该输送台50依次送入加热炉1内的同时,利用所述送入的输送台50能够将在先送入的输送台50向送出部12 —侧推动,在加热炉1内呈一列地输送。因此,无需将输送装置2设置在加热炉1内,而能够设置在加热炉1外。其结果是,能够防止加热炉1因为与被处理件 W的大小无关的因素而变大,并能防止装置整体的大型化。另外,由于加热炉1内为高温状态,所以,以往输送装置中设置在加热炉内的部分必须是能耐高温的结构或材质,而在本实施方式中,由于无需将输送装置2设置在加热炉1 内,因此不需要所述能耐高温的结构或材质。此外,加热炉1内被隔壁构件7划分为多个处理区,对每个处理区分别提供气体的同时,在每个处理区分别排出气体。因此,能够使各处理区对被处理件W采取各不相同的处理内容和处理条件。更详细地说,向第三处理区A2-1提供用于扩散处理的气体,而第四处理区A2-2在被划分的区域几乎被封闭。因此,能够精确控制在第三处理区A2-1的气体浓度等氛围,此外,能够精确控制第四处理区A2-2的氛围,得到高质量的被处理件W。另外,能够使所有的被处理件W具有相同的热履历和气体履历,使质量保持一定。此外,在以往的批处理式扩散处理装置中,在扩散处理的前后需要升温和降温,能量损失较大,而本实施方式的扩散处理装置能够在每个处理区保持一定的炉内温度,可以有助于节省能源。另外,由于在升温处理区Al与均热处理区A2无需降温,从而可以使用隔热性能高的隔热材料,可以降低加热装置3的耗电量。此外,由于输送台50具备在加热炉1的底面滚动的车轮部52,与伴有滑动的以往装置相比,能够抑制因在加热炉1内的磨损而产生粉尘。即,在输送输送台50上的被处理件W时,能够抑制对所述被处理件W的处理质量造成坏影响的粉尘的产生。本发明的扩散处理装置不限于图示的方式,在本发明范围内也可以采用其他方式。在本发明中对加热炉1的截面以圆形为例进行了说明,但圆形以外也可以是矩形。另外,在圆形的情况下,如图7所示,在矩形的被处理件W与加热炉1的内周面之间的死区,可以配置引导车轮部52或输送台50的排气结构部45,从而有效利用加热炉1内的空间。此外,对各处理区的长度尺寸(即,相邻的隔壁构件7、7之间的距离)与两台输送台50的全长相等的情况进行了说明,但除此之外,也可以使各处理区的长度尺寸与η台(η =自然数)输送台50的全长相等。
权利要求
1.一种连续扩散处理装置,其特征在于包括输送台,装载多张处于垂直立起状态的板状的被处理件;筒状的加热炉,从送入所述输送台的送入部到送出所述输送台的送出部以直线状延伸;输送装置,将所述输送台从所述送入部向所述加热炉内依次送入,并将已在所述加热炉内输送的所述输送台从所述送出部依次送出;加热装置,对通过所述加热炉内的所述输送台上装载的所述被处理件进行加热;以及供气装置,向所述加热炉内提供用于扩散处理的气体,所述输送台具有车轮部,所述车轮部利用滚动轴承在所述加热炉的底面上滚动。
2.根据权利要求1所述的连续扩散处理装置,其特征在于,还包括排气结构部,所述排气结构部设置在所述加热炉底部,且在内部具有将所述加热炉内的气体向所述加热炉外导出的排气流路,所述排气结构部沿所述输送台的输送方向呈直线配置,并沿所述输送方向引导由所述输送装置输送的输送台。
3.根据权利要求2所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述输送台具有主体部, 位于所述排气结构部的上方,装载所述被处理件;以及导向块,安装在所述主体部的左右两侧,并配置成与所述排气结构部的左右两侧之间具有间隙。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述输送台具有间隔件,当在所述加热炉内输送的状态下,所述间隔件填补在所述输送台上装载的被处理件和与其相邻的输送台上装载的被处理件之间。
5.根据权利要求1 3中任意一项所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述输送台具有刷子,所述刷子安装在所述输送台的下部,与所述加热炉底面接触。
6.根据权利要求4所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述输送台具有刷子,所述刷子安装在所述输送台的下部,与所述加热炉底面接触。
7.根据权利要求1 3中任意一项所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述车轮部包括车轮轴,从所述输送台的主体部向左右方向外侧突出;内轮,安装在所述车轮轴上,在外周面上具有呈凹曲面的内滚动面;外轮,设置在所述内轮的直径方向外侧,在内表面上具有外滚动面;以及滚动件,介于所述内轮和所述外轮之间,并在所述内滚动面和所述外滚动面上滚动;所述外轮左右方向的一侧的肩部的内径与所述外滚动面的内径基本相同或比所述外滚动面的内径大。
8.根据权利要求4所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述车轮部包括车轮轴,从所述输送台的主体部向左右方向外侧突出;内轮,安装在所述车轮轴上,在外周面上具有呈凹曲面的内滚动面;外轮,设置在所述内轮的直径方向外侧,在内表面上具有外滚动面;以及滚动件,介于所述内轮和所述外轮之间,并在所述内滚动面和所述外滚动面上滚动;所述外轮左右方向的一侧的肩部的内径与所述外滚动面的内径基本相同或比所述外滚动面的内径大。
9.根据权利要求5所述的连续扩散处理装置,其特征在于,所述车轮部包括车轮轴,从所述输送台的主体部向左右方向外侧突出;内轮,安装在所述车轮轴上,在外周面上具有呈凹曲面的内滚动面;外轮,设置在所述内轮的直径方向外侧,在内表面上具有外滚动面;以及滚动件,介于所述内轮和所述外轮之间,并在所述内滚动面和所述外滚动面上滚动;所述外轮左右方向的一侧的肩部的内径与所述外滚动面的内径基本相同或比所述外滚动面的内径大。
全文摘要
本发明提供一种连续扩散处理装置,在输送被处理件时,能够抑制对该被处理件的处理质量造成坏影响的粉尘的产生。所述连续扩散处理装置包括输送台(50),装载多张板状的被处理件(W);筒形的加热炉(1),从送入输送台(50)的送入部向送出该输送台(50)的送出部以直线状延伸;输送装置(2),将输送台(50)向加热炉(1)内依次送入,并将已在加热炉(1)内输送的输送台(50)依次送出;加热装置(3),对通过加热炉(1)内的输送台(50)上装载的被处理件(W)进行加热;以及供气装置(41),向加热炉(1)内提供用于扩散处理的气体。输送台(50)具有利用滚动轴承(60)在加热炉(1)的底面上滚动的车轮部(52)。
文档编号C30B31/06GK102299060SQ20111005272
公开日2011年12月28日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年6月25日
发明者森川清彦, 笠次克尚, 芦田忍, 西村圭介 申请人:光洋热系统株式会社

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