JP2006186189A - Gas processing and manufacturing apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理用ガスにより、ガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造装置およびガス処理製造方法に関する。 The present invention relates to a gas processing manufacturing apparatus and a gas processing manufacturing method in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber with a processing gas.
その中に含まれるガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造装置が知られている。このようなガス処理製造装置としては、加熱用ガスが吹き付けられることで基板を加熱処理するガスチャンバが挙げられる。 2. Description of the Related Art A gas processing and manufacturing apparatus is known in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber contained therein. As such a gas processing manufacturing apparatus, there is a gas chamber that heats a substrate by spraying a heating gas.
従来からＬＳＩなどの半導体デバイスや、ガラス基板上にトランジスタ等の半導体を形成する製造過程において、基板を熱処理することにより活性化、酸化、水素化処理などを行う熱処理工程が設けられる。このような基板の熱処理工程では、石英ガラスの反応管内で複数枚の基板を同時に熱処理するバッチタイプのガスチャンバ、あるいはランプを用いた光照射によって基板を１枚ずつ加熱するガスチャンバ、拡散装置を介して加熱用ガスが吹き付けられることで基板を加熱するガスチャンバが知られている。 Conventionally, in a manufacturing process in which a semiconductor device such as an LSI or a semiconductor substrate such as a transistor is formed on a glass substrate, a heat treatment process is performed in which activation, oxidation, hydrogenation, and the like are performed by heat-treating the substrate. In such a substrate heat treatment step, a batch type gas chamber that heat-treats a plurality of substrates simultaneously in a quartz glass reaction tube, or a gas chamber that heats the substrates one by one by light irradiation using a lamp, and a diffusion device are provided. There is known a gas chamber for heating a substrate by blowing a heating gas through the substrate.
下記特許文献１には、拡散装置を介して水蒸気などの加熱用ガスが吹き付けられることで基板を加熱するガスチャンバが開示されている。このガスチャンバによれば、拡散装置を介して加熱用ガスが吹き付けられることで基板を加熱することができるので、基板を高速かつ均一に加熱することが開示されている。
上記特許文献１のようなガスチャンバは、基板を加熱処理する処理用ガスが充満されるガスチャンバに付随して、ガスチャンバ内部と外部間での基板の搬入・搬出する搬送機能を有する基板搬送装置が含まれるのが通常である。
The gas chamber as described in
ところが、ワークに含まれる基板を加熱処理する処理用ガスが充満されるガスチャンバ内部と外部間での基板の搬入・搬出の際に、基板を搬入・搬出する搬送口が開けられ、この搬送口を介してガスチャンバ内部の処理用ガスがガスチャンバ外部に流出し、ガスチャンバの外部環境等に不具合を与える場合がある。 However, when the substrate is loaded / unloaded between the inside and outside of the gas chamber filled with the processing gas for heating the substrate contained in the workpiece, a conveyance port for loading / unloading the substrate is opened. In some cases, the processing gas inside the gas chamber flows out of the gas chamber through the gas chamber, causing problems in the external environment of the gas chamber.
また、ワークに含まれる基板を加熱処理する処理用ガスが充満されるガスチャンバ内部と外部間での基板の搬入・搬出の際に、基板を搬入・搬出する搬送口が開けられ、基板搬送装置の表面が処理用ガスと接触し、その表面にガスが付着（例えば凝縮）し、腐食等の化学的作用やショート等の物理学的作用などでワーク（基板）搬送装置に不具合を与える場合がある。 In addition, when the substrate is loaded / unloaded between the inside and outside of the gas chamber filled with the processing gas for heating the substrate included in the workpiece, a substrate transfer port for loading / unloading the substrate is opened. The surface of the substrate comes into contact with the processing gas, and the gas adheres to the surface (for example, condenses), which may cause problems with the work (substrate) transfer device due to chemical action such as corrosion or physical action such as short circuit. is there.
本発明は、上記課題のうち少なくとも１つを解決することに鑑みてなされたものであり、ガスチャンバからのガスが外部へ流出することおよび処理用ガスがワーク搬送装置表面に付着することのうち少なくとも一方をより低減するガス処理製造装置およびガス処理製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of solving at least one of the problems described above, and includes outflow of gas from the gas chamber to the outside and adhesion of processing gas to the surface of the workpiece transfer apparatus. It is an object of the present invention to provide a gas treatment production apparatus and a gas treatment production method that further reduce at least one of them.
本発明に係る処理用ガスにより、ガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造装置は、密閉されたその内部を処理用ガス雰囲気とされるガスチャンバと、前記ガスチャンバと独立した位置に設けられ、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出するワーク搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する機能との少なくとも一方のワーク搬送機能を有するワーク搬送装置と、前記ワーク搬送の際に、前記処理用ガスが前記ガスチャンバの外部に流出することを防止するガス流出防止構造と、を含むことを特徴とする。 A gas processing manufacturing apparatus manufactured by processing a gas in a gas chamber with a processing gas according to the present invention includes: a gas chamber in which the inside is sealed as a processing gas atmosphere; and the gas chamber is independent of the gas chamber. A workpiece transfer device having at least one workpiece transfer function of a workpiece transfer function for transferring a workpiece from the inside of the gas chamber to the outside and a function of loading the workpiece from the outside of the gas chamber to the inside; And a gas outflow prevention structure for preventing the processing gas from flowing out of the gas chamber during transport.
前記ガス流出防止構造は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバ外の外気圧を高圧化すると好適である。 In the gas outflow prevention structure, it is preferable that the external pressure outside the gas chamber is increased when the workpiece is conveyed.
前記高圧化は、前記外気圧をガスチャンバ内のガス全圧以上とすると好適である。 The increase in pressure is preferably performed when the external pressure is equal to or higher than the total gas pressure in the gas chamber.
前記ガス流出防止構造は、気流を発生させる気流発生装置を含み、前記ワーク搬送の際に前記気流発生装置により、前記ガスチャンバの内部方向へ気流を発生させると好適である。 It is preferable that the gas outflow prevention structure includes an air flow generation device that generates an air flow, and the air flow generation device generates an air flow in an inner direction of the gas chamber during the work conveyance.
前記気流発生装置は、前記ガスチャンバと一体化されると好適である。 The airflow generation device is preferably integrated with the gas chamber.
前記気流発生装置は、前記ガスチャンバのワーク搬送口付近に備えられると好適である。 It is preferable that the airflow generation device is provided in the vicinity of a work transfer port of the gas chamber.
前記気流発生装置は、前記ワーク搬送口付近の少なくともワーク搬送口上部とワーク搬送口下部との少なくとも一方に備えられると好適である。 It is preferable that the airflow generation device is provided in at least one of the upper part of the work transfer port and the lower part of the work transfer port near the work transfer port.
前記ワーク搬送の際に、前記ガスチャンバ内のガス圧を測定するガス圧測定器と、所定のガス圧値を記憶する記憶装置と、前記測定されたガス圧が前記所定のガス圧値以下となった場合に、前記気流発生装置により気流発生を起こさせる気流発生指示装置とを含むと好適である。 A gas pressure measuring device that measures the gas pressure in the gas chamber, a storage device that stores a predetermined gas pressure value, and the measured gas pressure that is less than or equal to the predetermined gas pressure value when the workpiece is transferred In this case, it is preferable to include an airflow generation instruction device that causes the airflow generation device to generate an airflow.
前記ワーク搬送の際に、前記ガスチャンバ内のガス圧を測定するガス圧測定器と、所定のガス圧値を記憶する記憶装置と、前記測定されたガス圧が前記所定のガス圧値以下となった場合に、前記ワーク搬送を行うことを含むと好適である。 A gas pressure measuring device that measures the gas pressure in the gas chamber, a storage device that stores a predetermined gas pressure value, and the measured gas pressure that is less than or equal to the predetermined gas pressure value when the workpiece is transferred In this case, it is preferable to include carrying the workpiece.
また、本発明に係る処理用ガスにより、ガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造装置は、密閉されたその内部を処理用ガス雰囲気とされるガスチャンバと、前記ガスチャンバと独立した位置に設けられ、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出するワーク搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する機能との少なくとも一方のワーク搬送機能を有するワーク搬送装置と、前記ガスチャンバ内の処理用ガスと接触する前記ワーク搬送装置の接触表面を前記ワーク搬送の際までに所定温度以上に加熱する加熱装置とを含むことを特徴とする。 In addition, a gas processing manufacturing apparatus manufactured by processing a workpiece in a gas chamber with the processing gas according to the present invention includes: a gas chamber in which a sealed gas atmosphere is formed; and the gas chamber And a workpiece transfer device having at least one workpiece transfer function of a workpiece transfer function for transferring a workpiece from the inside of the gas chamber to the outside and a function of loading the workpiece from the outside of the gas chamber to the inside, And a heating device that heats the contact surface of the workpiece transfer device that contacts the processing gas in the gas chamber to a predetermined temperature or higher before the workpiece transfer.
前記所定温度は、前記処理用ガスの凝縮温度以上であると好適である。 The predetermined temperature is preferably equal to or higher than the condensation temperature of the processing gas.
前記加熱装置は前記ガスチャンバおよび前記ワーク搬送装置との間であって、独立した位置に設けられると好適である。 It is preferable that the heating device is provided at an independent position between the gas chamber and the workpiece transfer device.
前記加熱装置は前記ワーク搬送装置と一体化されると好適である。 It is preferable that the heating device is integrated with the work transfer device.
前記所定温度値を記憶する記憶装置と、前記ワーク搬送装置の接触表面の温度を測定する温度測定器と、前記測定された温度と前記所定温度値を比較し、前記測定温度が前記所定温度以下である場合には前記加熱装置に加熱を指示する加熱指示装置とを含むと好適である。 The storage device for storing the predetermined temperature value, the temperature measuring device for measuring the temperature of the contact surface of the work transfer device, the measured temperature is compared with the predetermined temperature value, and the measured temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. In this case, it is preferable to include a heating instruction device that instructs heating to the heating device.
前記処理用ガスは水蒸気を含むガスであると好適である。 The processing gas is preferably a gas containing water vapor.
前記ワークは半導体基板であると好適である。 The work is preferably a semiconductor substrate.
前記ワーク搬送装置は前記ワークを保持するロボットハンドを備えると好適である。 It is preferable that the workpiece transfer device includes a robot hand that holds the workpiece.
前記処理用ガスは加熱用ガスであると好適である。 The processing gas is preferably a heating gas.
前記ガスチャンバの上部に設けられた加熱炉と、前記ガスチャンバの上壁に沿って屈曲して形成された加熱用配管と、前記ワーク表面に前記加熱用ガスを拡散して吹き付ける拡散装置と、前記拡散装置を介して前記ワーク表面に対して前記加熱用ガスが吹き付けられる上部位置および前記上部位置よりも低い前記ガスチャンバ内の下部位置の間で、前記ワークを移動させるワーク昇降装置とを含むと好適である。 A heating furnace provided in an upper portion of the gas chamber; a heating pipe formed by bending along an upper wall of the gas chamber; a diffusion device for diffusing and blowing the heating gas on the work surface; A workpiece lifting / lowering device that moves the workpiece between an upper position where the heating gas is blown against the workpiece surface via the diffusion device and a lower position in the gas chamber lower than the upper position. It is preferable.
前記ワークに沿った形状に形成され、前記ガスチャンバを上下方向に区画する孔あき板と、を含み前記拡散装置は、前記加熱用配管を通過する際に加熱された加熱用ガスを前記孔あき板によって区画されたガスチャンバの上側の空間に排出し、さらに前記孔あき板の孔を通過させて、前記ガスチャンバ内のワーク表面に拡散して吹き付けると好適である。 The diffusion device includes a perforated plate formed in a shape along the workpiece and partitioning the gas chamber in a vertical direction, and the diffusion device passes the heating gas heated when passing through the heating pipe. It is preferable that the gas is discharged into the space above the gas chamber defined by the plate, and further passed through the hole of the perforated plate, and then diffused and sprayed onto the workpiece surface in the gas chamber.
前記ガスチャンバは、少なくとも第１のガスチャンバと第２のガスチャンバとの２個以上備えられ、前記ワーク搬送装置は、前記第１のガスチャンバ内のワークを前記ガスチャンバ外に搬出させた後、前記第２のガスチャンバ内にワークを搬入すると好適である。 The gas chamber includes at least two gas chambers, ie, a first gas chamber and a second gas chamber, and the work transfer device carries the work in the first gas chamber out of the gas chamber. It is preferable that the work is carried into the second gas chamber.
前記ガスチャンバは、少なくとも第１のガスチャンバと第２のガスチャンバとの２個以上備えられ、前記ワーク搬送装置は、第１のガスチャンバと第２ガスチャンバとを同時に使用すると好適である。 It is preferable that at least two gas chambers, ie, a first gas chamber and a second gas chamber, are provided, and the work transfer device uses the first gas chamber and the second gas chamber at the same time.
本発明に係る処理用ガスにより、ガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造方法は、密閉されたガスチャンバ内部を処理用ガス雰囲気とされるガス雰囲気製造工程と、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出する搬出工程と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する搬入工程との少なくとも一方の工程を有するワーク搬送工程と、前記ワーク搬送工程の際に、前記処理用ガスが前記ガスチャンバの外部に流出することを防止するガス流出防止工程と、を含むことを特徴とする。 A gas processing manufacturing method in which a workpiece is gas-processed in a gas chamber by a processing gas according to the present invention includes a gas atmosphere manufacturing step in which a gas atmosphere manufacturing process is performed in a sealed gas chamber, and the gas A workpiece transfer step having at least one of a carry-out step of carrying out a workpiece from the inside of the chamber to the outside and a carry-in step of carrying in the workpiece from the outside of the gas chamber; and the processing gas during the workpiece transfer step Including a gas outflow prevention step of preventing the gas from flowing out of the gas chamber.
前記ガス流出防止工程は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバ外の外気圧を前記ガスチャンバ内のガス全圧以上とすると好適である。 In the gas outflow prevention step, it is preferable that the external pressure outside the gas chamber is set to be equal to or higher than the total gas pressure in the gas chamber when the workpiece is transferred.
前記処理用ガス流出防止工程は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバの内部方向へ気流を発生させると好適である。 In the processing gas outflow prevention step, it is preferable that an air flow is generated in an inner direction of the gas chamber during the work conveyance.
本発明に係る処理用ガスにより、ガスチャンバ内でワークがガス処理されて製造されるガス処理製造方法であって、密閉されたガスチャンバ内部を処理用ガス雰囲気とされるガス雰囲気製造工程と、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出する搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する搬入機能との少なくとも一方の搬送機能を有するワーク搬送装置によりワークを搬送するワーク搬送工程と、前記ガスチャンバ内の処理用ガスと接触する前記ワーク搬送装置の接触表面を前記ワーク搬送の際までに所定温度以上に加熱する加熱工程とを含むと好適である。 A gas processing manufacturing method in which a workpiece is gas processed in a gas chamber by a processing gas according to the present invention, and a gas atmosphere manufacturing step in which the inside of a sealed gas chamber is used as a processing gas atmosphere; A workpiece transfer step of transferring a workpiece by a workpiece transfer device having at least one transfer function of an unloading function of unloading the workpiece from the inside of the gas chamber to the outside and a loading function of loading the workpiece from the outside of the gas chamber; It is preferable to include a heating step of heating the contact surface of the workpiece transfer device that comes into contact with the processing gas in the gas chamber to a predetermined temperature or higher before the workpiece transfer.
前記所定温度は、前記処理用ガスの凝縮温度以上であると好適である。 The predetermined temperature is preferably equal to or higher than the condensation temperature of the processing gas.
前記処理用ガスは水蒸気を含むガスであると好適である。 The processing gas is preferably a gas containing water vapor.
前記ワークは半導体基板であると好適である。 The work is preferably a semiconductor substrate.
前記ワーク搬送装置はロボットハンドを備えると好適である。 The work transfer device preferably includes a robot hand.
前記処理は加熱処理であると好適である。 The treatment is preferably heat treatment.
前記ガスチャンバ内のワーク表面に拡散して吹き付ける拡散工程と、前記ワークに対して前記加熱用ガスが拡散して吹き付けられる上部位置および前記上部位置よりも低い前記ガスチャンバ内の下部位置の間で、前記ワークを移動させるワーク昇降工程と、前記上部位置において前記ワークを前記加熱用ガスにより加熱する工程とを含むと好適である。 A diffusion step of diffusing and spraying the work surface in the gas chamber; and an upper position where the heating gas is diffused and sprayed to the work and a lower position in the gas chamber lower than the upper position. Preferably, the method includes a workpiece lifting / lowering step of moving the workpiece and a step of heating the workpiece with the heating gas at the upper position.
前記拡散工程は、前記ガスチャンバの上部に設けられた加熱炉と、前記ガスチャンバの上壁に沿って屈曲して形成された加熱用配管と、前記基板に沿った形状に形成され、前記ガスチャンバを上下方向に区画する孔あき板と、を用い、前記加熱用配管を通過する際に加熱された加熱用ガスを前記孔あき板によって区画されたガスチャンバの上側の空間に排出し、さらに前記孔あき板の孔を通過させて前記ワーク表面に拡散させると好適である。 The diffusion step is formed in a shape along the substrate, a heating furnace provided above the gas chamber, a heating pipe bent along the upper wall of the gas chamber, and the substrate. A perforated plate that divides the chamber in the vertical direction, and discharges the heating gas heated when passing through the heating pipe to the space above the gas chamber defined by the perforated plate; It is preferable that the perforated plate is passed through the hole and diffused on the workpiece surface.
前記ガスチャンバは、少なくとも第１のガスチャンバと第２のガスチャンバとの２個以上備えられ、前記ワーク搬送装置は、前記第１のガスチャンバ内のワークを前記ガスチャンバ外に搬出た後、前記第２のガスチャンバ内にワークを搬入すると好適である。 The gas chamber is provided with at least two of a first gas chamber and a second gas chamber, and the work transfer device, after unloading the work in the first gas chamber to the outside of the gas chamber, It is preferable to carry a workpiece into the second gas chamber.
ガスチャンバからのガスが外部へ流出することおよび処理用ガスがワーク搬送装置表面に付着することのうち少なくとも一方をより低減するガス処理製造装置およびガス処理製造方法を提供できる。 It is possible to provide a gas processing manufacturing apparatus and a gas processing manufacturing method that can further reduce at least one of outflow of gas from the gas chamber to the outside and adhesion of processing gas to the surface of the workpiece transfer apparatus.
以下に発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態については、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではない。以下、図面に基づいて説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for inventing is demonstrated based on drawing. In addition, about this embodiment, it is only one form for implementing this invention, and this invention is not limited by this embodiment. Hereinafter, description will be given based on the drawings.
「ガス処理製造装置」
図１には本実施形態に係るガス処理製造装置１０の全体の上面断面図の模式図がされる。ガス処理製造装置１０は、外部からワーク（本実施形態では半導体基板）をガス処理製造装置１０内部へのワーク搬入室およびガス処理製造装置１０で処理されたワークの搬出室となる複数のロードロック室：Ｌ／Ｌ−１、Ｌ／Ｌ−２、ワークを搬送する後述のワーク搬送装置１２を内部に有する搬送室：ＴＭ（トランスファーモジュール）、ワーク搬送装置のロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部を予備的に加熱するハンド予備加熱室：Ｐｒｅ．ＨＴ、密閉されたその内部にワークが処理される処理用ガスが充満され、処理用ガスの雰囲気とされ、ワークがその内部で処理される複数のガスチャンバ（処理室１〜４：ＰＭ（プロセスモジュール）１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４）を有している。
"Gas treatment manufacturing equipment"
FIG. 1 is a schematic diagram of a top cross-sectional view of the entire gas
搬送室は、上述のロードロック室、ハンド予備加熱室、ガスチャンバとは独立した位置に設けられ、その内部にはワークを搬送するロボットハンド等を備えるワーク搬送装置１２が設置されている。搬送室は、複数のガスチャンバ：ＰＭ１〜４の各々にその周囲を囲まれた位置に設けられている。
The transfer chamber is provided at a position independent of the above-described load lock chamber, hand preheating chamber, and gas chamber, and a
ワーク搬送装置１２は、ワークを保持するロボットハンド１２１、ロボットハンドを支持して駆動し、所望の場所へ移動させるアーム１２２、固定された位置に設置されてアーム１２２を支持する支持体となるヘッド１２３を主たる駆動部として構成されている。
The
「ガス処理製造方法」
図１Ａに基づくフローチャートに基づいて、図１に示されるガス処理製造装置１０によるワークの製造方法を説明する。ワークは、外部からロードロック室（Ｌ／Ｌ−１またはＬ／Ｌ−２）へと搬入される（Ｓ１）。ロードロック室では、ワーク搬入後、ワークを外部から搬入する搬入口となるゲートバルブを閉じ、密閉された状態とされる。この密閉状態でガスを付加・減圧等を行うことで搬送室と同様のガス種の雰囲気・ガス圧状態とされる。ロードロック室は、搬送室を外部に直接開放しないことを主たる目的の一つとして設けられたガス調整室である。ロードロック室は、外部に加えて、搬送室ともゲートバルブで仕切られており、ワークの出し入れをロードロック室を介して行うことができ、搬送室のガス雰囲気・ガス圧状態（例えば真空状態）を保持することができる。また、搬送室に搬入する前の酸化等を防ぐためにロードロック室を高純度のＮ2ガス雰囲気にしてもよい。ワークが搬入される前後に、予備加熱や予備冷却をおこなったりしてもよい。
"Gas treatment manufacturing method"
Based on the flowchart based on FIG. 1A, the manufacturing method of the workpiece | work by the gas
ロードロック室の搬送室側のゲートバルブを開放しても、搬送室に対して支障がない程度にまでロードロック室のガス調整が行われた後、搬送室側のゲートバルブが開放されてワーク搬送装置１２のロボットハンドがロードロック室に進入する。ワーク搬送装置１２のロボットハンド１２１にワークが保持されることにより、ロードロック室内のワークがロードロック室内から取り出され、搬送室内へと搬入される（Ｓ２）。
Even if the gate valve on the transfer chamber side of the load lock chamber is opened, the load lock chamber gas is adjusted to such an extent that it will not interfere with the transfer chamber. The robot hand of the
次にワーク搬送装置１２の後述で説明される接触表面を加熱する（Ｓ３）図７には、ワーク搬送装置をハンド予備加熱室内に挿入した図が示される。搬送室内に搬入され、ワークを保持した状態のロボットハンド１２１およびこれを支持するアーム１２２の一部は、ハンド予備加熱室：Ｐｒｅ．ＨＴの加熱状態などが十分となった際にハンド予備加熱室と搬送室との間のゲートバルブが開放され、このゲートバルブ開放口を介してハンド予備加熱室内へと挿入される。挿入されたロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部は、ハンド予備加熱室内で既に準備された熱で加熱される。所定の温度、例えばガスチャンバのガス凝縮温度まで加熱された後、ハンド予備加熱室から取り出され、一時的に搬送室に戻される。
Next, the contact surface described later of the
後述の実施形態で説明される一体化された加熱装置がある場合、ガス流出防止構造で十分である場合などにはハンド予備加熱室による加熱処理は行わなくともよい場合がある。接触表面の加熱が十分である場合には一体化された加熱装置およびハンド予備加熱室のいずれも不要、もしくはどちらか一方のみを用いるという構成も可能である。なお、ハンド予備加熱室に最初にロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部を投入して加熱状態を得てからロードロック室のワークを保持して搬送するという別の手順をとることも可能である。加熱により接触表面において、ガスチャンバ中のガス雰囲気が接触しても凝縮することを防止できる。
In the case where there is an integrated heating device described in an embodiment described later, when the gas outflow prevention structure is sufficient, the heat treatment in the hand preheating chamber may not be performed. If the contact surface is sufficiently heated, either an integrated heating device or a hand preheating chamber is unnecessary, or only one of them may be used. It is also possible to take another procedure in which a part of the
搬送室：ＴＭに一時的に戻された挿入されたロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部は、加熱状態がほとんど低下しないうちにガスチャンバ（ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３、ＰＭ４のいずれか）内に挿入され、保持されたワークをガスチャンバ内に搬入して、内部に設置する（Ｓ５）。このとき、ロボットハンド１２１および／またはアーム１２２の表面をその内部に一体化された後述の実施形態で説明される加熱装置により予備的に加熱してもよい。
Transfer chamber: A part of the inserted
ガスチャンバ：ＰＭ内へワークを搬入する際には、後述のガス流出防止構造により、ガス流出が防止された状態とされ、ゲートバルブが開放される（Ｓ４）。後述の実施形態で説明される搬送室の高圧化、気流発生装置の設置、ガス圧低下監視装置などのガス流出防止構造により搬送室内部にガスが流出することを防止することができ、ワーク搬送装置１２や搬送室内の腐食等、外部環境への不具合を防止できる。
Gas chamber: When a work is carried into the PM, the gas outflow is prevented by a gas outflow prevention structure described later, and the gate valve is opened (S4). It is possible to prevent gas from flowing out into the transfer chamber by the high pressure of the transfer chamber, the installation of the airflow generator, the gas pressure drop monitoring device such as the gas pressure drop monitoring device described in the embodiment described later, Problems to the external environment such as corrosion in the
ワークをガスチャンバ：ＰＭ１〜４のいずれか１つまたは複数の内部に設置後、ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部は、ガスチャンバ外部に取り出される。取り出された後にガスチャンバのゲートバルブは閉じられ、再び密閉空間とされる。
After the work is placed in one or more of the gas chambers PM1 to PM4, the
ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部の表面は、ガスチャンバ内部に挿入された際に、ガスチャンバ内のガス雰囲気と接触する部分が生じる。本実施形態では、この表面接触部分を加熱しているので、ガス雰囲気によるガス表面凝縮を防止することができる。この表面凝縮を防止できるので、ガスチャンバから搬送室へ取り出されたロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部の表面にガス雰囲気が凝縮したことによる液体が表面付着し、ワーク搬送装置１２や搬送室内の腐食等、外部環境への不具合を防止できる。
A part of the surfaces of the
ワークがガスチャンバ内に設置された後、ガスチャンバ内では、後述のガスチャンバの構成およびその構成に基づく作用により、その内部に設置されたワークが加熱処理される（Ｓ６）。 After the work is installed in the gas chamber, the work installed in the gas chamber is heated in the gas chamber by an action based on the structure of the gas chamber described later and the structure (S6).
ガスチャンバでの加熱処理が終了し、ガスチャンバ内のワークを取り出す前に、ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部は、再び上記の通りハンド予備加熱室および／またはその表面を加熱する内部に一体化された加熱装置により予備加熱される（Ｓ７）。この予備加熱後、ガス流出防止構造により、ガス流出が防止される状態で、ゲートバルブが開放される（Ｓ８）。ゲートバルブが開放された後、ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部はガスチャンバ内へ再び挿入され、ロボットハンド１２１によって処理されたワークが保持される。ワーク保持後、ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部は搬送室へと処理されたワークを搬出する。ワーク搬出後、ガスチャンバのゲートバルブを閉じる。
Before the heat treatment in the gas chamber is finished and the workpiece in the gas chamber is taken out, the
この搬出の際にもガス流出防止構造により、ガス流出が防止された状態とされ、ゲートバルブが開放される。ガス流出防止構造により搬送室内部にガスが流出することを防止することができ、ワーク搬送装置１２や搬送室内の腐食等、外部環境へのガス流出による不具合を防止できる。
Even during the carry-out, the gas outflow prevention structure prevents gas outflow, and the gate valve is opened. The gas outflow prevention structure can prevent the gas from flowing into the inside of the transfer chamber, and can prevent problems caused by the outflow of gas to the external environment such as corrosion of the
また、この搬出の際にも、ロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部の表面は、ガスチャンバ内部に挿入された際に、ガスチャンバ内のガス雰囲気と接触する部分が生じる。この表面接触部分を加熱しているので、ガス雰囲気によるガス表面凝縮を防止することができる。この表面凝縮を防止できるので、ガスチャンバから搬送室へ取り出されたロボットハンド１２１およびアーム１２２の一部の表面にガス雰囲気が凝縮したことによる液体が表面付着し、ワーク搬送装置１２や搬送室内の腐食等、外部環境への不具合を防止できる。
Also during this unloading, a part of the surface of the
処理されたワークをロボットハンド１２１で保持して取り出した後、ロードロック室を搬送室側へ開放してもよい状態に調整した後、ゲートバルブを開き、ロードロック室へワークを搬入する（Ｓ９）。ワークを搬入後、ゲートバルブを閉め、ロードロック室を密閉する。密閉後、外部と接するゲートバルブを開放し、外部へ処理されたワークを搬出し、製造工程を終了する。
After the processed workpiece is held and taken out by the
ガスチャンバ：ＰＭ１〜ＰＭ４は、本実施形態においては基板熱処理装置であるが、このうちの全てまたは一部のガスを他のガスで処理される加熱ガス処理室以外のガス処理室と設計することも可能である。また、ＰＭ１〜ＰＭ４はそれぞれにワークが搬入および／または搬出されるのみでロードロック室に搬出されるという並列的な処理方法で処理されてもよく、処理後さらに別の処理室で処理される（例ＰＭ１→ＰＭ２→ＰＭ４→ＰＭ３、ＰＭ３→ＰＭ１など処理数・手順は任意選択可能）という連続的な処理方法で処理されてもよい。 The gas chambers: PM1 to PM4 are substrate heat treatment apparatuses in the present embodiment, and all or a part of them are designed as gas processing chambers other than the heating gas processing chamber in which other gases are processed. Is also possible. Further, PM1 to PM4 may be processed by a parallel processing method in which the workpieces are simply carried in and / or carried out and then carried out to the load lock chamber, and are further processed in another processing chamber after the processing. The processing may be performed by a continuous processing method (eg, PM1 → PM2 → PM4 → PM3, PM3 → PM1, etc., and the number and procedure of processing can be arbitrarily selected).
「ガスチャンバ」
ガスチャンバ：ＰＭ１〜ＰＭ４は、本実施形態では基板熱処理装置である。図２は本実施形態のガスチャンバの断面図、図３は図２のII−II線方向から見た加熱用配管の形状を示す図、図４は別の加熱用配管の形状を示す図である。本実施形態は以下のガスチャンバ限らずガス処理に用いられるガスチャンバ一般に適用できる。
"Gas chamber"
The gas chambers PM1 to PM4 are substrate heat treatment apparatuses in the present embodiment. 2 is a cross-sectional view of the gas chamber of the present embodiment, FIG. 3 is a view showing the shape of the heating pipe as viewed from the direction of line II-II in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing the shape of another heating pipe. is there. This embodiment can be applied not only to the following gas chambers but also to general gas chambers used for gas processing.
図２および図３に示すように、本実施形態のガスチャンバ１００は、半導体基板であるワーク１を収納する石英製のプロセスチューブ２と、プロセスチューブ２の上部に取りつけられる加熱炉３と、プロセスチューブ２の上面に配置された石英製の加熱用配管４と、プロセスチューブ２の内部に設けられたリング状の予備加熱炉５と、プロセスチューブ２を下方から支持するフランジ６と、ワーク１をプロセスチューブ２の内部で上下方向に移動させるための基板昇降機７とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
プロセスチューブ２とフランジ６との間には、Ｏ−リングあるいはテトラフルオロエチレン等のシール材が介装され、これによりプロセスチューブ２とフランジ６との間の気密性が保たれる。
A sealing material such as an O-ring or tetrafluoroethylene is interposed between the
図２に示すように、プロセスチューブ２の内部は、多数の孔（経路）が形成された孔あき板２１により、図２における上下方向に区画されている。また、プロセスチューブ２の側壁には、基板を出し入れするためのドア２２と、プロセスチューブ２内のガスを排気するためのガス排気口２３および２４と、プロセスチューブ２内にワーク１を冷却するための冷却用ガスを導入するための冷却用ガス導入口２５とが、それぞれ設けられている。なお、図２では、ドア２２が左右に移動することにより、プロセスチューブ２が開放された状態と、気密性を保持するように閉じられた状態とを図示している。
As shown in FIG. 2, the inside of the
リング状の予備加熱炉５は石英製のカバー５ａにより取り囲まれ、これによりプロセスチューブ２内の汚染を防止している。
The ring-shaped
加熱炉３はプロセスチューブ２内の気密性を保持するようにプロセスチューブ２に対して取り付けられる。図２に示すように、加熱炉３はプロセスチューブ２の開口を覆う炉体３ａと、炉体３ａの内面側に取り付けられるヒータ３ｂとを備える。ヒータ３ｂは抵抗体からなり、抵抗体に電圧を印加することによりヒータ３ｂが加熱される。ヒータ３ｂに起因するプロセスチューブ２内部の汚染を防止するとともに、ワーク１を均一に加熱することを可能とするため、加熱炉３の内面側にはヒータ３ｂを覆う半透明あるいはすりガラス状の石英製のカバー３１が取り付けられている。
The
図２に示すように、基板昇降機７はプロセスチューブ２の気密性を保持しつつフランジ６に対して取り付けられている。基板昇降機７は予備加熱炉５およびカバー５ａの中央に形成された開口部を貫通するアーム７１と、アーム７１を図２において上下方向に駆動するアクチュエータ７２と、アーム７１の上端部に取り付けられてワーク１を支持する石英製またはカーボン製の基板ホルダ７３とを備える。基板ホルダ７３は水平に支持された適当な大きさの石英製の板７３ａに石英製のピン７３ｂを溶接した構造となっている。ワーク１はピン７３ｂに当接して保持される。基板ホルダ７３の大きさは、ワーク１のサイズとプロセスチューブ２の内側の水平断面の大きさに従って決定され、排気のコンダクタンスを調整する役目もあわせて持っている。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、孔あき板２１の上方には、孔あき板２１とプロセスチューブ２の内壁面との間に所定の間隙を有する空間２６が形成される。この空間２６の間隙（図２における上下方向の幅）は、例えば１２ｍｍ程度に設定される。間隙の大きさは１０〜１５ｍｍ程度が望ましい。
As shown in FIG. 2, a
図２および図３に示すように、プロセスチューブ２の上面には複雑に屈曲して形成された加熱用配管４が取り付けられている。加熱用配管４の一端には加熱ガス排出口４ａが、他端には加熱ガス導入口４ｂが、それぞれ設けられる。図２に示すように、加熱ガス導入口４ｂは加熱炉３を貫通する。また、ガス排出口４ａはプロセスチューブ２の隔壁を貫通して孔あき板２１とプロセスチューブ２の内壁面との間の空間２６に開口している。さらに、ワーク１を冷却するガスを導入するための降温用ガス導入口９が、加熱炉３およびプロセスチューブ２の隔壁を貫通して空間２６に開口している。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
図３に示すように、ガス排出口４ａはプロセスチューブ２の中央付近に開口しているため、間隙２６の中央付近のガス圧が高くなり、中央付近のガスの噴出量が大きくなりやすい。このため、孔あき板２１の孔の径はプロセスチューブ２の中央付近で小さく、周辺部分で大きくすることにより、加熱用ガスの吹き出し量をワーク１全体にわたり均一にすることができる。また、孔の径は一定に形成しつつ孔の頻度（面積当たりの数）をガスチャンバ２の周辺部分で大きくしてもよい。なお、孔の径としては０．５〜１ｍｍ程度が望ましい。
As shown in FIG. 3, since the gas discharge port 4a is opened near the center of the
次に、本実施形態に係るガスチャンバのガスチャンバ１００を用いた基板の加熱処理の手順について説明する。まず、プロセスチューブ２のドア２２を開き、ワーク１を基板ホルダ７３にロボットハンド１２１からセットする。このとき、降温用ガス導入口９よりガスが導入され（ガス流量：８０〜１００ｌ／分）、ワーク１をセットした後、ドア２２を閉じる。このときワーク１は、昇降機７の駆動範囲の最下点であるプロセスチューブ２内の低温部にある。図２はこのときのワーク１の位置を示している。
Next, a procedure for heat treatment of the substrate using the
次に、降温用ガス導入口９からガスを流したまま、予備加熱を行う。予備加熱は加熱炉３のヒータ３ｂと、予備加熱炉５のヒータにより行う。予備加熱終了までにヒータ３ｂの温度は設定温度（例えば８００℃）まで上昇する。
Next, preheating is performed with the gas flowing from the temperature lowering
予備加熱終了後、昇降機７のアーム７１を駆動し、基板ホルダ７３に載置されたワーク１を最上点の加熱位置に移動する。図２にはこのときのワーク１の位置を図示している。ワーク１を上昇させる間、降温用ガスの流量を減少させ、加熱用配管４を介して供給する加熱用ガスの流量を増加させて、ワーク１の昇温を行う。この作業はワーク１が最下点から最上点に移動する間に行われる。
After completion of the preheating, the
ワーク１が最上点に到達した後、降温用ガスの導入を停止し、加熱ガスのみを加熱用配管４を介して導入する（ガス流量：２０ｌ／分〜５０ｌ／分）。また、加熱炉３の温度を再設定し、加熱炉３のヒータ３ｂを制御することにより、ワーク１を所定温度（例えば７２０℃）に所定時間加熱する。加熱ガスが加熱用配管４を通過する間、加熱ガスは加熱炉３によって加熱される。空間２６に供給された加熱ガスは孔あき板２１の孔を通過するときに分散された後、ワーク１全体に当たり、ワーク１の表面に沿って流れることでワーク１を均一に加熱する。その後、ガスはワーク１とプロセスチューブ２との間を通り、排気口２３および２４を介して排気される。
After the
このように、ワーク１を孔あき板２１に接近させた状態で、孔あき板２１を介して加熱用ガスを供給することにより、ワーク１表面でガスを攪拌することができ、基板表面の温度を均一にできるとともに、所定時間温度を一定に保持することを可能としている。
In this way, by supplying the heating gas through the
またこのとき、ワーク１は加熱炉３の熱によっても直接的に加熱される。なお、ガスチャンバ２は加熱炉３から照射される光による影響を小さくとどめるとともに、光を分散するため、不透明ないし曇りガラス状の石英から構成されている。
At this time, the
以上のように、ワーク１は加熱炉３の熱と、加熱ガスのエネルギー伝達、熱伝導により高速、かつ均一に加熱される。
As described above, the
次に、昇降機７のアーム７１を駆動し、基板ホルダ７３に載置されたワーク１を最上点から最下点まで徐々に降下させながらワーク１の全体を均一に降温する。このとき、加熱炉３のヒータ３ｂの設定とパワーを調整するとともに、加熱用ガスの流量を低下させ、降温用ガス導入口９より導入する降温用ガスの流量を増加させる。この作業をワーク１が最下点に到達するまで行う。このとき、降温用ガスの温度を適切に（例えば４００〜５００℃に）設定することにより、ワーク１内の温度差を大きくすることなく、ワーク１を高速に降温することが可能となる。ワーク１にダメージを与えることなく降温を行うためには、降温用ガスの流量と昇降機７によるワーク１の降下速度を適切に調整することが必要である。とくにワーク１がガラス基板である場合には、高温時にワーク１内に大きな温度差があると、反り、歪み、あるいは割れを発生させるおそれがある。したがって、ワーク１内の温度差を抑制しつつ高速に温度を下げることが高温熱処理の工程で不可欠な要素となる。本実施形態の装置によれば、降温時において、降温用ガスを基板表面に均等に吹き付け、ガスを攪拌するとともに、熱源からワーク１を徐々に遠ざけることができるため、このような要請に応えることが可能となる。
Next, the
ワーク１が最下点に到達すると、降温用ガスおよび加熱用ガスの供給をともに停止し、冷却用ガス導入口２５よりガスを導入して、ワーク１を冷却する。これにより、基板ホルダ７３に載せたままワーク１をロボットにより搬送可能な温度まで冷却することができる。このとき、加熱炉３のヒータ３ｂのパワーは０としてもよい。ワーク１の温度が設定温度まで低下した後、ドア２２を開いてワーク１を取り出す。
When the
以上のサイクルを繰り返すことで、順次ワーク１の加熱を実行することができる。
By repeating the above cycle, the
本実施形態では、最初にワーク１を最下点にセットし、この位置においてワーク１を一定温度に加熱することができるので、急激な昇温による基板に対するダメージを防止できる。
In the present embodiment, the
図４は本実施形態の加熱用配管４に代わる別の加熱用配管を示している。上記のように、本発明のガスチャンバでは、基板全体を均一に昇温、降温することができる。しかし、この温度均一性は、基板のサイズが大きくなると悪化しやすくなる。実際、一辺１ｍ以上の長さを有するガラス基板も出現しており、大型の基板では基板の中央部と周辺部とで温度差が発生しやすくなる。
FIG. 4 shows another heating pipe instead of the
図４に示すように、この加熱用配管４Ａでは、プロセスチューブ２内部を水平面内において５つのゾーンＺ１〜Ｚ５に分割している。各ゾーンＺ１〜Ｚ５には、それぞれ複雑に屈曲した配管４１〜４５が設けられている。配管４１〜４５には、それぞれ、加熱ガス排出口４ａと同様の加熱ガス排出口４１ａ〜４５ａと、加熱ガス導入口４９と同様の加熱ガス導入口４１９〜４５９とが設けられ、加熱ガス排出口４１ａ〜４５ａはそれぞれ図２に示す空間２６に開口している。
As shown in FIG. 4, in this heating pipe 4A, the inside of the
また、加熱炉３のヒータは、各ゾーンＺ１〜Ｚ５に対応した領域に分割されるとともに、各ゾーンＺ１〜Ｚ５ごとに独立して制御される。これにより各ゾーンＺ１〜Ｚ５に排出される加熱用ガスの温度をそれぞれ適切に制御することができる。
Further, the heater of the
このような構成によれば、大型の基板に対しても、中央部と周辺部との間に温度差を生じさせることなく、基板全体を急速に昇温、降温することが可能となる。 According to such a configuration, even for a large substrate, the entire substrate can be rapidly heated and lowered without causing a temperature difference between the central portion and the peripheral portion.
ガスチャンバは複数個に限られず、単数個であってもよい。本実施形態で複数個であると同時処理を可能とし、スループット向上などの観点から好適である。 The number of gas chambers is not limited to a plurality, and may be one. In the present embodiment, when there are a plurality of them, simultaneous processing is possible, which is preferable from the viewpoint of improving the throughput.
上記ワークとして、本実施形態で挙げられるようにフラットパネルデバイスなどの半導体基板などが好適なものとして挙げられるが特に限定されない。また、半導体基板を処理する処理用ガスとしては水蒸気が好適なものとして挙げられるがこれに限定されない。処理用ガスは、水蒸気ガスに限られず窒素、酸素、アルゴンなどでもよい。ここで、水蒸気の場合には本実施形態に係るガス処理製造装置は半導体膜の酸化を目的とする場合、また、熱エネルギー伝達の手段を水蒸気とした場合の観点などから好適である。本実施形態ではガスチャンバ１〜４は同一条件及び異なる条件（温度やガス種など）による処理を行っていてもよい。処理用ガスによる処理は、本実施形態において水蒸気ガスによる加熱処理であるが、加熱処理ではない場合であってもよい。
As the workpiece, a semiconductor substrate such as a flat panel device is preferable as mentioned in the present embodiment, but is not particularly limited. Further, as a processing gas for processing a semiconductor substrate, water vapor is preferable, but the processing gas is not limited thereto. The processing gas is not limited to water vapor gas, and may be nitrogen, oxygen, argon or the like. Here, in the case of water vapor, the gas processing and manufacturing apparatus according to the present embodiment is suitable from the viewpoint of the case where the semiconductor film is oxidized and the means for transferring thermal energy is water vapor. In the present embodiment, the
「ワーク搬送装置」
ワーク搬送装置１２は、ワークを保持するロボットハンド１２１、ロボットハンド１２１を支持して駆動し、所望の場所へ移動させるアーム１２２、固定された位置に設置されてアーム１２２を支持する支持体となるヘッド１２３から構成され、ロボットハンド１２１に載せられたワークをガスチャンバＰＭ１〜４対して搬入および搬出できるワーク搬送機能を有している。
"Work transfer device"
The
なお、本実施形態において、搬入と搬出の両機能を備えたワーク搬送装置１２を開示しているが、これに限られず、搬入機能と搬出機能のいずれか一方のみの装置であってもよい。ワーク搬送という概念は、ワーク搬入および搬出両方のみならず、ワーク搬入および搬出の少なくとも一方である場合を含み、搬入と搬出のいずれか一方のみでもよいことを含む概念である。
In addition, in this embodiment, although the
図６Ａにはロボットハンド１２１の側面図、図６Ｂにはロボットハンド１２１の上面図が示される。ロボットハンド１２１は半導体基板を実際に支持するピン（図示せず）を含むエンドフェクター１２１ａとアルミニウムやセラミックなどでつくられたエンドエフェクター１２１ａ取り付け固定ベース部１２１ｂで構成される。
6A shows a side view of the
このロボットハンド１２１を駆動するのは、稼動するアーム１２２とこれを支持するヘッド１２３で、回転軸、及び上下軸、そして外気との気密を図るためのシール材（Ｏ−ｒｉｎｇや磁気シールなど）などで構成される。上記構成される駆動部によりロボットハンド１２１は、ワークをガスチャンバに搬入・搬出するワーク搬送機能を有している。
The
ワーク搬送装置１２は、その外周をガスチャンバに囲まれる搬送領域となる搬送室内であって、その中央部付近に備えられている。この搬送室内にワーク搬送装置１２があると、ワーク搬送装置１２が中心軸を中心とした回転移動のみで各独立したチャンバに搬送・搬出を可能とする観点から好適である。
The
搬送室の内壁面内周は円形であるが、外周は直方体の各ガスチャンバの搬入口と平行の外周辺を対応させて持つ、多角形形状で、本実施形態に限っては、八角形の上面断面形状である。搬送室の外周辺と各ガスチャンバ、ロードロック室、ハンド予備加熱室の搬入・搬出口とは、ゲートバルブなる隔離弁によって隔離されている。 The inner periphery of the inner wall of the transfer chamber is circular, but the outer periphery is a polygonal shape corresponding to the outer periphery parallel to the inlet of each gas chamber in the rectangular parallelepiped. It is a top cross-sectional shape. The outer periphery of the transfer chamber and the loading / unloading ports of each gas chamber, load lock chamber, and hand preheating chamber are isolated by an isolation valve that is a gate valve.
「ガス流出防止構造」
本実施形態のガス処理製造装置はガスチャンバ内部のガス流出防止構造を備えている。ガス流出防止構造は、下記実施形態１に係るガスチャンバ外気圧の高圧化装置の設置、下記実施形態２に係る気流発生装置の設置、下記実施形態３に係るガス圧・ガス濃度低下監視装置による設置などが挙げられる。なお、本実施形態に係るガス流出防止の概念は、ガスが完全に流出することを防止することのみならず、例え流出したとしても流出量をガス流出防止構造がなかった場合と比較して、抑制することまで含む概念である。
"Gas outflow prevention structure"
The gas processing and manufacturing apparatus of this embodiment includes a gas outflow prevention structure inside the gas chamber. The gas outflow prevention structure is based on the installation of the gas chamber external pressure increasing device according to
＜実施形態１：外気圧高圧化装置の設置＞
ガスチャンバの外気圧を高圧化する外気圧高圧化装置の設置とは、ワークがガスチャンバ内に搬入される際、搬出される際にガスチャンバ外の外気圧をガスチャンバ内のガス全圧以上とする構造である。
<Embodiment 1: Installation of external pressure high pressure apparatus>
Installation of an external pressure-increasing device that increases the external pressure in the gas chamber means that when the work is carried into the gas chamber, the external pressure outside the gas chamber exceeds the total gas pressure in the gas chamber. This is the structure.
本実施形態１に係るガス処理製造装置１０には、ガスチャンバ（ＰＭ１〜４）内のガス全圧と外気圧を同時に測定するガス圧測定器、測定されたガス圧の圧力差によって、ワーク搬送の際に、ガス全圧が外気圧よりも高圧の場合には、ガスチャンバの外気圧を高圧化することを指示する外気圧高圧化指示装置、外気圧をより高圧化する外気圧高圧化器とが含まれている。
The gas processing and
ガス圧測定器は、外気圧高圧化指示装置と電気的に接続され、測定されたガス圧値が常に外気圧高圧化指示装置に送信されている。ガス圧測定器は差圧ゲージなどが挙げられる。ガス圧測定器はガスチャンバとその外気圧（ここでは搬送室内の圧力）間に配管などのチューブにより連結され、ガスチャンバ中のガス圧を測定できるようになっている。検出されたガス圧値はガス圧測定器内部で測定ガス値として処理され、外気圧高圧化指示装置に送信されている。ガス圧に代えてガス濃度を用いることも可能である。 The gas pressure measuring device is electrically connected to the external pressure increase indication device, and the measured gas pressure value is always transmitted to the external pressure increase indication device. Examples of the gas pressure measuring device include a differential pressure gauge. The gas pressure measuring device is connected by a tube such as a pipe between the gas chamber and its external pressure (here, the pressure in the transfer chamber) so that the gas pressure in the gas chamber can be measured. The detected gas pressure value is processed as a measured gas value inside the gas pressure measuring device and transmitted to the external pressure high pressure instructing device. It is also possible to use gas concentration instead of gas pressure.
外気圧高圧化指示装置は演算装置である。外気圧高圧化指示装置は、ワーク搬送の際には、少なくとも常にガスチャンバ内のガス全圧と外気圧とを比較し、ワーク搬送の際にガス全圧が外気圧以上である場合には外気圧高圧化装置に外気圧を高圧化することを指示している。例えば外気圧高圧化指示装置はＣＰＵなどが挙げられる。外気圧高圧化指示装置は、外気圧高圧化装置と接続されている。 The external pressure high pressure instructing device is an arithmetic device. The external pressure high pressure instructing device always compares the total gas pressure in the gas chamber with the external air pressure at the time of workpiece transfer, and if the total gas pressure is equal to or higher than the external pressure at the time of workpiece transfer, Instructs the pressure increase device to increase the external pressure. For example, the external pressure high pressure instructing device includes a CPU. The external pressure high pressure instructing device is connected to the external air pressure high pressure device.
外気圧高圧化装置は、搬送室に流入させるガスについて、ガス流量制御器、ガスを導入する弁及びその弁の開閉を行う制御器から構成される装置を用いるなど一般的な装置を用いることができる。この装置は、ガスを搬送室内に挿入し、ガスチャンバ外の外気圧をガスチャンバ内のガス全圧以上とする。外気圧がガスチャンバ内のガス全圧以上とすればよいが、より具体的には外気圧は絶対圧＋５００パスカル以上、ガス全圧を絶対圧＋５００パスカル未満とすると好適である。なお、外気圧は必ずしもガス全圧以上としなくもガス流出を防止できるように高圧化しなかった場合と比較して高圧化できればよい。 As the external pressure high pressure apparatus, a general apparatus such as a gas flow rate controller, a valve that introduces a gas, and a controller that opens and closes the valve is used for the gas flowing into the transfer chamber. it can. In this apparatus, gas is inserted into the transfer chamber, and the external pressure outside the gas chamber is set to be equal to or higher than the total gas pressure inside the gas chamber. The external pressure may be set to be equal to or higher than the total gas pressure in the gas chamber, but more specifically, the external pressure is preferably set to an absolute pressure + 500 Pascal or higher, and the total gas pressure is set to an absolute pressure + 500 Pascal or lower. It should be noted that the external pressure does not necessarily have to be equal to or higher than the total gas pressure as long as the pressure can be increased as compared with the case where the pressure is not increased so as to prevent gas outflow.
図８には、本実施形態に係る外気圧高圧化工程のフローチャートが示される。ワーク搬送の際であるかどうかを判断し（Ｓ１１）、ワーク搬送時である場合には、外気圧高圧化指示装置は、ガスチャンバ内のガス全圧と外気圧とを比較する（Ｓ１２）。この結果、ガス全圧が搬送室内の圧力である外気圧よりも高圧の場合には、ガスチャンバの外気圧を高圧化することを指示し、外気圧高圧化装置により高圧化する（Ｓ１３）。再びガス全圧が搬送室内の圧力である外気圧よりも高圧化したかどうかを判断し（Ｓ１２）、高圧化されるまで外気圧高圧化（Ｓ１３）を続ける。 FIG. 8 shows a flowchart of an external pressure increasing step according to the present embodiment. It is determined whether the workpiece is being conveyed (S11). If the workpiece is being conveyed, the external pressure high pressure instructing device compares the total gas pressure in the gas chamber with the external atmospheric pressure (S12). As a result, when the total gas pressure is higher than the external atmospheric pressure, which is the pressure in the transfer chamber, an instruction is given to increase the external atmospheric pressure in the gas chamber, and the external pressure is increased by the external atmospheric pressure increasing device (S13). It is determined again whether or not the total gas pressure has become higher than the external pressure, which is the pressure in the transfer chamber (S12), and the external pressure is increased (S13) until the pressure is increased.
一方、ガスチャンバ内のガス全圧よりも外気圧が高圧である、高圧となった場合には、ガスチャンバのワーク搬送口を開口させる（Ｓ１４）。開口後、ワークを搬送する（Ｓ１５）。 On the other hand, when the atmospheric pressure is higher than the total gas pressure in the gas chamber, the work transfer port of the gas chamber is opened (S14). After opening, the work is conveyed (S15).
上記工程によりワークがガスチャンバ内に搬入される際および／または搬出される際に、ガスチャンバ内部のガス全圧よりも搬送室内のガス圧である外気圧が高くなるので、開口されるワーク搬送口から処理用ガスが外部へ流出することを防止できる。よって、ガスチャンバ内のガスが搬送室に処理用ガスが至り、腐食等の不具合が生じることを抑制できる。 When the workpiece is carried into and / or out of the gas chamber by the above process, the external pressure, which is the gas pressure in the transfer chamber, becomes higher than the total gas pressure inside the gas chamber, so that the workpiece is opened. It is possible to prevent the processing gas from flowing out from the mouth. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems such as corrosion due to the gas in the gas chamber reaching the transfer chamber and the processing gas.
＜実施形態２：気流発生装置の設置＞
気流発生装置の設置とは、ワークがガスチャンバ内に搬入される際、搬出される際にガスチャンバの内部方向へ気流を発生させる装置を設置する構造である。図５には、本実施形態に係る気流発生装置１６によるガス流出防止を説明する説明図が示される。図５のゲートバルブ２２が図２のドア２２に対応する。
<Embodiment 2: Installation of an airflow generator>
The installation of the airflow generation device is a structure in which a device for generating an airflow in the internal direction of the gas chamber when the work is carried into the gas chamber and carried out. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining prevention of gas outflow by the
本実施形態に係るガス処理製造装置１０には、ガスチャンバ内のガス圧を測定するガス圧測定器と、所定のガス圧値を記憶し、測定されたガス圧が所定のガス圧値以下となった場合に、気流発生装置１６により気流発生を起こさせる気流発生指示装置が含まれている。
The gas processing and
ガス圧測定器は、気流発生指示装置と電気的に接続され、測定されたガス圧値が常に気流発生指示装置に送信されている。ガス圧測定器は差圧ゲージなどなどが挙げられる。検出されたガス圧値はガス圧測定器内部で測定ガス値として数値化処理され、気流発生指示装置に送信されている。 The gas pressure measuring device is electrically connected to the airflow generation instruction device, and the measured gas pressure value is always transmitted to the airflow generation instruction device. Examples of the gas pressure measuring device include a differential pressure gauge. The detected gas pressure value is digitized as a measured gas value inside the gas pressure measuring device and transmitted to the airflow generation instruction device.
気流発生指示装置はコンピュータ内に備えられた演算・記憶装置である。気流発生指示装置は、ガス測定器により測定されたガス圧値と記憶された所定のガス圧値とを少なくともワーク搬送の際には常に比較し、ワーク搬送時にガス圧が所定値以下である場合には気流発生装置１６に気流発生を指示している。例えば気流発生指示装置にはＣＰＵ、メモリ一般などが挙げられる。このようにワーク搬送口から開口された後、ガス圧に基づく気流発生指示装置に限られず、ガス圧を検出する構成を必要とすることなく、単に開口されている時に気流を発生させるという構成をとることも可能である。
The airflow generation instruction device is a calculation / storage device provided in a computer. The airflow generation instructing device always compares the gas pressure value measured by the gas measuring instrument with the stored predetermined gas pressure value at least during workpiece transfer, and when the gas pressure is below a predetermined value during workpiece transfer The
気流発生装置１６は、例えばエアナイフやエアカーテン（図５ではエアナイフ）などが挙げられる。気流発生装置が備えられる位置は、ガスチャンバの前記ワーク搬送口付近のワーク搬送口上部とワーク搬送口下部ワーク搬送口付近に一対で備えられ、ガスチャンバと接合されて一体化されている。
Examples of the
気流発生装置１６は、ガスチャンバと接合され、一体化されているとガスチャンバと搬送室の隔離の点で好適であるが、ガスチャンバと接合され一体化されていなくともよい。気流発生装置１６は、ガスチャンバのワーク搬送口付近に備えられると処理用ガスの流出防止、さらにはロボットハンド１２１のエアブローを実施し、ロボットハンド１２１表面を乾燥させる場合もあり、好適であるが、ガスチャンバのワーク搬送口付近に備えられなくともよい。
The air
ワーク搬送口付近に備えられる場合には、ワーク搬送口付近の少なくともワーク搬送口上部とワーク搬送口下部との少なくとも一方に備えられると処理用ガスの隔離の点で好適であり、ワーク搬送口上部とワーク搬送口下部の両方に備えられるとより好適であるが、ワーク搬送口上部とワーク搬送口下部のいずれか一方のみ、もしくは、ワーク搬送口上部とワーク搬送口下部に限られず、例えばワーク搬送口側面に備えられていてもよい。 When provided near the workpiece transfer port, it is preferable to provide at least one of the upper portion of the workpiece transfer port and the lower portion of the workpiece transfer port near the workpiece transfer port from the viewpoint of isolating the processing gas. It is more preferable that it is provided at both the lower part of the work transfer port and the lower part of the work transfer port. It may be provided on the mouth side.
図９には、本実施形態に係る気流発生工程のフローチャートが示される。ワーク搬送の際となったとき（Ｓ２１）、ガスチャンバのワーク搬送口が開口され、ワークの搬送が開始されると（Ｓ２２）ガスチャンバ内のガスが流出し、ガス圧が減少する（Ｓ２３）。ガス圧測定器によるガス圧測定値が予め記憶された所定のガス圧値以下となったと判断した場合には（Ｓ２４）、気流発生指示装置は電気的に接続された気流発生装置に気流の発生を指示し、気流発生を起こさせる（Ｓ２５）。 FIG. 9 shows a flowchart of the air flow generation process according to the present embodiment. When the workpiece is transferred (S21), the workpiece transfer port of the gas chamber is opened, and when transfer of the workpiece is started (S22), the gas in the gas chamber flows out and the gas pressure decreases (S23). . When it is determined that the gas pressure measurement value by the gas pressure measuring device is equal to or lower than a predetermined gas pressure value stored in advance (S24), the airflow generation instruction device generates an airflow in the electrically connected airflow generation device. Is generated to generate airflow (S25).
気流発生装置は、ガスチャンバの内部方向へ気流を発生させるので、ガスチャンバからガスチャンバ外部へと流出するガス量を抑制することができ、また、ロボットハンド１２１のエンドフェクター１２１ａ表面のガスを吹き飛ばし、凝縮ガスを蒸発させ、乾燥を促進させる場合の効果も得られるので、ガスチャンバ内から搬送室へ処理用ガスが至り、腐食等の不具合が生じることを抑制できる。
Since the airflow generator generates an airflow in the direction toward the inside of the gas chamber, the amount of gas flowing out from the gas chamber to the outside of the gas chamber can be suppressed, and the gas on the surface of the endfector 121a of the
＜実施形態３：ガス圧監視装置の設置＞
ガスチャンバ内のガス濃度が所定の圧力値以下となる場合まで搬入および搬出口（搬送口）となるゲートバルブを開放させず、所定のガス圧値以下となった場合に開放する構造である。所定のガス圧値以下とするにはガスチャンバ内からガス雰囲気ガスを排出可能な場所へ排出する排気装置などを用いればよい。より具体的には、ワーク搬送の際に、ガスチャンバ内のガス圧を測定するガス圧測定器と、所定のガス圧値を記憶する記憶装置と、測定されたガス圧が前記所定のガス圧値以下となった場合に、ワーク搬送を行うガス流出防止構造である。ここで、ガス圧に代えてガス濃度を用いることができる。
<Embodiment 3: Installation of gas pressure monitoring device>
The gate valve which becomes the carry-in and carry-out port (conveying port) is not opened until the gas concentration in the gas chamber becomes a predetermined pressure value or less, and is opened when the gas pressure becomes a predetermined gas pressure value or less. In order to set the gas pressure value to a predetermined value or less, an exhaust device that exhausts gas atmosphere gas from the gas chamber to a place where it can be exhausted may be used. More specifically, a gas pressure measuring device that measures the gas pressure in the gas chamber, a storage device that stores a predetermined gas pressure value, and the measured gas pressure when the workpiece is transferred are the predetermined gas pressure. It is a gas outflow prevention structure that transports workpieces when the value is below the value. Here, gas concentration can be used instead of gas pressure.
図１０には、本実施形態に係るガス圧監視工程のフローチャートが示される。ワーク搬送の際となったとき（Ｓ３１）、ガスチャンバ内のガス圧が所定圧力以下であるかどうかを監視する（Ｓ３２）。排気などを行い、所定圧力値以下となったときに、ガスチャンバのワーク搬送口が開口され、（Ｓ３３）ワーク搬送が開始される（Ｓ３４）。 FIG. 10 shows a flowchart of the gas pressure monitoring process according to this embodiment. When it is time to transfer the workpiece (S31), it is monitored whether the gas pressure in the gas chamber is equal to or lower than a predetermined pressure (S32). When evacuation or the like is performed and the pressure becomes equal to or lower than the predetermined pressure value, the work transfer port of the gas chamber is opened (S33) and the work transfer is started (S34).
所定のガス圧値（例えば水蒸気を含むガスであれば湿度）以下となるまでガス圧を監視し、開放しないことで、ガスチャンバ内の高圧のガス雰囲気が搬送室へ流出することをより防止することができる。 The gas pressure is monitored until it becomes a predetermined gas pressure value (for example, humidity if the gas contains water vapor) or less and is not opened, thereby preventing the high-pressure gas atmosphere in the gas chamber from flowing out into the transfer chamber. be able to.
「加熱装置の設置」
本実施形態に係るガス処理製造装置は予備加熱装置等の加熱装置を備えている。この加熱装置は、ワーク搬送装置１２でワークがガスチャンバ内部に搬送される際に少なくともガスチャンバ内の処理用ガスと接触するワーク搬送装置１２の接触表面をワーク搬送の際までに所定温度及びそれ以上に加熱する装置である。加熱装置の設置は、下記実施形態４に係る加熱装置をワーク搬送装置１２と一体化した装置、下記実施形態５に係るワーク搬送装置１２と独立した位置に設けた装置が挙げられる。
"Installation of heating device"
The gas treatment production apparatus according to this embodiment includes a heating device such as a preheating device. This heating device has at least a contact surface of the
本実施形態に係るワークを加熱する装置に係る加熱の概念は完全に処理用ガスが凝縮する温度まで加熱することのみを意味するのではなく、加熱装置がなかった場合と比較して処理用ガスの凝縮が少しでも防止できる加熱を含む概念である。処理用ガスの凝縮温度以上であると処理用ガスのより凝縮防止という観点などから好適である。また、本実施形態では、ワーク搬送装置１２のガスチャンバ内の処理用ガスと接触する接触表面とはロボットハンド１２１のエンドエフェクター１２１ａ表面及びエンドエフェクター１２１ａ取り付け固定ベース部１２１ｂ表面、アーム１２２の一部であり、少なくともこの接触表面が加熱されるという概念であり、この他の表面部分、表層下の内部が加熱されること、また接触表面の一部のみを加熱することを妨げない。特に処理室に投入されたときに加熱されにくいエンドエフェクター１２１ａ取り付け固定ベース部の部分１２１ｂ表面、アーム１２２の一部表面は加熱による凝縮防止が好適である。接触表面は、ワーク搬送装置の大きさ、形状等に応じて、ワーク搬送装置がガスチャンバ内に投入した形態から設定すればよい。
The concept of heating according to the apparatus for heating a workpiece according to the present embodiment does not only mean that the processing gas is completely heated to a temperature at which the processing gas is condensed, but the processing gas is compared with the case where there is no heating device. This is a concept that includes heating that can prevent any condensation. It is preferable from the viewpoint of preventing condensation of the processing gas that it is equal to or higher than the condensation temperature of the processing gas. In the present embodiment, the contact surface that contacts the processing gas in the gas chamber of the
＜実施形態４：一体化された加熱装置＞
加熱装置はワーク搬送装置１２と少なくともその表面を加熱する加熱素子が一体化される構造である。
<Embodiment 4: Integrated heating device>
The heating device has a structure in which the
本実施形態４に係るガス処理製造装置１０は、少なくともワーク搬送装置１２のガスチャンバ内の処理用ガスと接触する接触表面の温度を測定する温度測定器と、測定された温度と記憶された所定温度値を比較し、前記測定温度が前記所定温度以下である場合には前記加熱装置に加熱を指示する加熱指示装置と、ワーク搬送装置１２と接続され、一体化された加熱器とを含んでいる。
The gas processing and
温度測定器は加熱指示装置と電気的に接続され、測定された表面の温度測定値が加熱指示装置に送信されている。温度測定器はＴＣや放射温度計などが挙げられ、この中でＴＣが直接所定測定部を測定できるので好適である。ワーク搬送装置１２の接触表面温度を測定する温度検出器はロボットハンド１２１のエンドエフェクター１２１ａ表面及びエンドエフェクター１２１ａ取り付け固定ベース部１２１ｂの表面位置にある。
The temperature measuring device is electrically connected to the heating instruction device, and the measured temperature value of the surface is transmitted to the heating instruction device. Examples of the temperature measuring device include a TC, a radiation thermometer, etc. Among them, the TC can directly measure a predetermined measuring portion, which is preferable. The temperature detector for measuring the contact surface temperature of the
加熱指示装置は演算・記憶装置である。加熱指示装置は、温度測定器により測定された表面温度と加熱指示装置内の記憶部に記憶された所定の温度とを、少なくともワーク搬送以前に比較し、ワーク搬送時にワークが所定温度以下である場合には加熱制御装置に加熱の指示を送る。例えば記憶部にはメモリ一般、加熱指示装置はＣＰＵなどが挙げられる。 The heating instruction device is a calculation / storage device. The heating instruction device compares the surface temperature measured by the temperature measuring instrument with the predetermined temperature stored in the storage unit in the heating instruction device at least before the workpiece conveyance, and the workpiece is below the predetermined temperature during the workpiece conveyance. In this case, a heating instruction is sent to the heating control device. For example, the memory includes a memory in general, and the heating instruction device includes a CPU.
図６Ａおよび図６Ｂに示すように加熱器は、ワーク搬送装置１２と接続され、一体化されている。具体的にはロボットハンド１２１のエンドエフェクター１２１ａ及びエンドエフェクター取り付け固定ベース部１２１ｂの位置に設けられ、ワーク搬送装置１２の接触表面を加熱する加熱素子１４ａ、１４ｂとこれを制御する加熱制制御器から構成されている。加熱素子１４ａはロボットハンドのエンドフェクター１２１ａ内部に取り付けられ、加熱素子１４ｂはエンドエフェクター取り付け固定ベース部１２１ｂ内部に取り付けられている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the heater is connected to and integrated with the
加熱素子１４ａ、１４ｂは抵抗加熱型、ランプ加熱型などを用いることができるが抵抗加熱型が好適である。加熱制御部は、加熱素子１４ａ、１４ｂ、加熱指示装置と電気的に接続されており、加熱指示装置からの指示を受けて、加熱素子１４ａ、１４ｂを制御して加熱する。加熱制御器はソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、ＳＣＲなどが挙げられ、この中でＳＳＲが制御性良好、コスト的にも安価であるので好適である。
As the
図１１には本実施形態に係る一体化された加熱素子を用いる加熱工程のフローチャートが示される。ワーク搬送の際（Ｓ４１）となった場合、加熱指示装置は、接触表面の温度が記憶された所定の温度と比較する。この比較により記憶された所定の温度よりも接触表面の温度が低い場合には、加熱指示装置は加熱器に接触表面を加熱するように加熱指示をする（Ｓ４２）。加熱指示を受けた加熱器は、ワーク搬送装置１２の接触表面を加熱し（Ｓ４３）、所定の温度及びそれ以上の温度とする（Ｓ４４）。接触表面が所定の温度とされた後、ワーク搬送口を開口させ（Ｓ４５）、ワーク搬送装置１２がガスチャンバ内へワークを搬送する（Ｓ４６）。 これにより、ガスが接触する接触表面の温度が高温なので処理用ガスがワーク搬送装置１２の接触表面で凝縮することを防止することができ、ワーク搬送装置１２の接触表面に凝縮した処理用ガスが付着することを防止できる。
FIG. 11 shows a flowchart of a heating process using the integrated heating element according to this embodiment. In the case of workpiece conveyance (S41), the heating instruction device compares the temperature of the contact surface with the stored predetermined temperature. If the temperature of the contact surface is lower than the predetermined temperature stored by this comparison, the heating instruction device instructs the heater to heat the contact surface (S42). The heater that has received the heating instruction heats the contact surface of the workpiece transfer device 12 (S43), and sets the temperature to a predetermined temperature or higher (S44). After the contact surface is set to a predetermined temperature, the workpiece transfer port is opened (S45), and the
＜実施形態５：独立した加熱装置を設ける構造＞
ガスチャンバと独立した位置にワーク搬送装置の接触表面の加熱装置を設ける構造である。
<Embodiment 5: Structure in which an independent heating device is provided>
In this structure, a heating device for the contact surface of the work transfer device is provided at a position independent of the gas chamber.
本実施形態５に係るガス処理製造装置１０は、少なくともワーク搬送装置１２のガスチャンバ内の処理用ガスと接触する接触表面の温度を測定する温度測定器と、測定された温度と記憶された所定温度値を比較し、測定温度が前記所定温度以下である場合には加熱器に加熱を指示する加熱指示装置と、ガスチャンバと独立した位置に設けられたハンド予備加熱室：Ｐｒｅ．ＨＴを含んでいる。ハンド予備加熱室は搬送室内部に備えられていてもよい。
The gas processing and
図７に示されるように、ハンド予備加熱室は独立したチャンバであり、内部に加熱源となるものである構成であり輻射、接触、対流などの伝熱という作用によってワーク搬送装置１２の接触表面を空間伝熱、及び伝導などを介して間接的に加熱する。
As shown in FIG. 7, the hand preheating chamber is an independent chamber and has a structure that serves as a heating source inside, and is a contact surface of the
加熱器１５は、ハンド予備加熱室：Ｐｒｅ．ＨＴの内部に収納され、一体化されている。具体的にはワーク搬送装置１２の一部または全部が加熱装置へセットされた位置での上部及び下部、そのいずれ片方の位置に設けられ、ワーク搬送装置１２の接触表面を加熱する加熱素子部とこれを制御する加熱制御器から構成されている。
The
図７において、加熱素子１５は抵抗加熱型、ランプ加熱型などを用いることができるが抵抗加熱型が好適である。設けられる位置はワーク搬送装置１２の接触表面の上下若しくはその片方である。
In FIG. 7, a resistance heating type, a lamp heating type, or the like can be used as the
加熱制御器は、加熱指示装置と電気的に接続されており、加熱指示装置からの指示を受けて、加熱素子を制御して加熱する。加熱制御器はソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、ＳＣＲなどが挙げられ、この中でＳＳＲが制御性良好、コスト的にも安価であるので好適である。 The heating controller is electrically connected to the heating instruction device, receives an instruction from the heating instruction device, and controls and heats the heating element. Examples of the heating controller include a solid state relay (SSR) and an SCR. Among them, the SSR is preferable because it has good controllability and is inexpensive.
温度測定器は加熱指示装置と電気的に接続され、測定された表面の温度測定値が加熱指示装置に送信されている。温度測定器はＴＣや放射温度計などが挙げられ、この中でＴＣが直接測定がコスト的にも安価であるので好適である。温度測定器はワーク搬送装置１２の一部または全部が加熱装置へセットされた位置の近傍、若しくはロボットハンド１２１のエンドエフェクター及びエンドエフェクター取り付け固定ベース内部の位置に設けられている。
The temperature measuring device is electrically connected to the heating instruction device, and the measured temperature value of the surface is transmitted to the heating instruction device. Examples of the temperature measuring device include TC and a radiation thermometer. Among these, TC is suitable because direct measurement is inexpensive in terms of cost. The temperature measuring device is provided in the vicinity of a position where a part or all of the
加熱指示装置は演算・記憶装置である。加熱指示装置は、温度測定器により測定された表面温度と加熱指示装置内の記憶領域に記憶された所定の温度とを、少なくともワーク搬送以前に比較し、ワーク搬送時にワークが所定温度以下である場合には加熱制御装置に加熱の指示を送る。例えば記憶領域にはメモリ一般、加熱指示装置はＣＰＵなどが挙げられる。 The heating instruction device is a calculation / storage device. The heating instruction device compares the surface temperature measured by the temperature measuring instrument and the predetermined temperature stored in the storage area in the heating instruction device at least before the workpiece conveyance, and the workpiece is below the predetermined temperature during the workpiece conveyance. In this case, a heating instruction is sent to the heating control device. For example, the memory area includes a memory in general, and the heating instruction device includes a CPU.
ワーク搬送の際かどうかを判断し（Ｓ５１）、その際に、加熱指示装置は、接触表面の温度が記憶された所定の温度以下かどうか比較する（Ｓ５２）。接触表面の温度が所定値以下の場合には、ワーク搬送装置をハンド予備加熱室に挿入させる（Ｓ５３）。所定値を超える場合には、ハンド予備加熱室に挿入させることなく搬送口を開口させ（Ｓ５７）、搬送（Ｓ５８）を行う。 It is determined whether or not the workpiece is being conveyed (S51). At that time, the heating instruction device compares whether or not the temperature of the contact surface is equal to or lower than a predetermined stored temperature (S52). When the temperature of the contact surface is equal to or lower than the predetermined value, the work transfer device is inserted into the hand preheating chamber (S53). If the predetermined value is exceeded, the transfer port is opened without being inserted into the hand preheating chamber (S57), and the transfer (S58) is performed.
予備加熱室に挿入された場合には、挿入後、加熱指示装置は、加熱器１５による加熱指示をする。加熱指示を受けた加熱器１５はワーク搬送装置１２の接触表面を加熱し（Ｓ５４）、所定の温度若しくはそれ以上の温度とするまで加熱する（Ｓ５５）。接触表面が所定の温度にされた場合、ハンド予備加熱室からワーク搬送装置１２の接触表面を取り出し（Ｓ５６）、次にガスチャンバのワークを搬送口を開口させ（Ｓ５７）、ワークを搬送する（Ｓ５８）。
When inserted into the preheating chamber, the heating instruction device gives a heating instruction by the
このようにして、ワーク搬送装置１２の接触表面の温度が高温なので、ガスチャンバ中のガス雰囲気に接触表面が晒されたとしても、処理用ガスがワーク搬送装置１２の接触表面で凝縮することを防止することができ、ワーク搬送装置１２の接触表面に凝縮した処理用ガスが付着することを防止できる。
In this way, since the temperature of the contact surface of the
上記ガス処理製造装置１０は実施形態１〜５を組み合わせたものを開示しているがこれに限られず、これら実施形態を少なくとも１つ含む装置であればよい。また、これらを組み合わせることも可能である。例えば、ガス流出防止構造は、実施形態１に係るガスチャンバ外気圧の高圧化装置の設置と実施形態２に係る気流発生装置の設置とを組み合わせ、両方の効果を得ることも可能である。加熱装置の設置は、下記実施形態４に係る加熱装置をワーク搬送装置と一体化した装置、下記実施形態５に係るガスチャンバと独立した位置に設けた装置とを組み合わせ、両方の効果を得ることも可能である。ガス流出防止構造と加熱装置の設置を組み合わせることも可能であり、両方の効果を得ることも可能である。上記実施形態１〜４は、組み合わせることができる最大数の組み合わせが可能である。
Although the said gas
１ ワーク
３ 加熱炉
４ 加熱用配管
７ 基板昇降機（基板昇降装置）
９ 降温用ガス導入口（冷却ガス供給装置）
１０ ガス処理製造装置
１２ ワーク搬送装置
２１ 孔あき板（拡散装置）
２６ 空間
1
9 Gas inlet for cooling (cooling gas supply device)
10 Gas
26 space
Claims (16)
密閉されたその内部を処理用ガス雰囲気とされるガスチャンバと、
前記ガスチャンバと独立した位置に設けられ、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出するワーク搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する機能との少なくとも一方のワーク搬送機能を有するワーク搬送装置と、
前記ワーク搬送の際に、前記処理用ガスが前記ガスチャンバの外部に流出することを防止するガス流出防止構造と、を含むガス処理製造装置。 A gas processing manufacturing apparatus in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber with a processing gas,
A gas chamber in which the sealed interior is used as a processing gas atmosphere;
Work transfer provided at a position independent of the gas chamber and having at least one work transfer function of a work transfer function for transferring a work from the inside of the gas chamber to the outside and a function of loading a work from the outside to the inside of the gas chamber Equipment,
A gas processing manufacturing apparatus comprising: a gas outflow prevention structure that prevents the processing gas from flowing out of the gas chamber when the workpiece is conveyed.
前記ガス流出防止構造は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバ外の外気圧を高圧化するガス処理製造装置。 The gas processing and manufacturing apparatus according to claim 1,
The gas outflow prevention structure is a gas processing and manufacturing apparatus that increases the external pressure outside the gas chamber when the workpiece is conveyed.
前記ガス流出防止構造は、
気流を発生させる気流発生装置を含み、前記ワーク搬送の際に前記気流発生装置により、前記ガスチャンバの内部方向へ気流を発生させるガス処理製造装置。 The gas processing and manufacturing apparatus according to claim 1,
The gas outflow prevention structure is
A gas processing and manufacturing apparatus including an air flow generation device for generating an air flow, wherein the air flow generation device generates an air flow in an internal direction of the gas chamber when the workpiece is conveyed.
前記気流発生装置は、前記ガスチャンバと一体化されるガス処理製造装置。 A gas treatment production apparatus according to claim 3,
The gas generating device is a gas processing and manufacturing apparatus integrated with the gas chamber.
密閉されたその内部を処理用ガス雰囲気とされるガスチャンバと、
前記ガスチャンバと独立した位置に設けられ、前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出するワーク搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する機能との少なくとも一方のワーク搬送機能を有するワーク搬送装置と、
前記ガスチャンバ内の処理用ガスと接触する前記ワーク搬送装置の接触表面を前記ワーク搬送の際までに所定温度以上に加熱する加熱装置とを含むガス処理製造装置。 A gas processing manufacturing apparatus in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber with a processing gas,
A gas chamber in which the sealed interior is used as a processing gas atmosphere;
Work transfer provided at a position independent from the gas chamber and having at least one work transfer function of a work transfer function for transferring a work from the inside of the gas chamber to the outside and a function of loading a work from the outside of the gas chamber to the inside Equipment,
A gas processing manufacturing apparatus comprising: a heating device that heats a contact surface of the workpiece transfer device that contacts the processing gas in the gas chamber to a predetermined temperature or higher before the workpiece transfer.
前記所定温度は、前記処理用ガスの凝縮温度以上であるガス処理製造装置。 The gas treatment production apparatus according to claim 5,
The gas processing production apparatus, wherein the predetermined temperature is equal to or higher than a condensation temperature of the processing gas.
前記加熱装置は前記ガスチャンバと独立した位置に設けられるガス処理製造装置。 A gas treatment production apparatus according to claim 5 or 6,
The heating apparatus is a gas processing and manufacturing apparatus provided at a position independent of the gas chamber.
前記加熱装置は、前記ワーク搬送装置と一体化されるガス処理製造装置。 The gas treatment production apparatus according to claim 7,
The said heating apparatus is a gas processing manufacturing apparatus integrated with the said workpiece conveyance apparatus.
前記処理用ガスは水蒸気を含むガスであるガス処理製造装置。 A gas treatment production apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The gas processing production apparatus, wherein the processing gas is a gas containing water vapor.
前記ワークは半導体基板であるガス処理製造装置。 A gas treatment production apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The gas processing manufacturing apparatus, wherein the workpiece is a semiconductor substrate.
前記処理用ガスは加熱用ガスであるガス処理製造装置。 A gas treatment production apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The gas processing manufacturing apparatus, wherein the processing gas is a heating gas.
前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出する搬出工程と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する搬入工程との少なくとも一方の工程を有するワーク搬送工程と、
前記ワーク搬送工程の際に、前記処理用ガスが前記ガスチャンバの外部に流出することを防止するガス流出防止工程と、を含むガス処理製造方法。 A gas processing manufacturing method in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber with a processing gas,
A workpiece transfer step having at least one of a carry-out step of carrying out a workpiece from the inside of the gas chamber to the outside and a carry-in step of carrying in the workpiece from the outside of the gas chamber;
A gas outflow prevention step of preventing the processing gas from flowing out of the gas chamber during the workpiece transfer step.
前記ガス流出防止工程は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバ外の外気圧を前記ガスチャンバ内のガス全圧以上とするガス処理製造方法。 A gas treatment production method according to claim 12,
The gas outflow prevention step is a gas processing manufacturing method in which an external air pressure outside the gas chamber is set to be equal to or higher than a total gas pressure in the gas chamber when the workpiece is conveyed.
前記処理用ガス流出防止工程は、前記ワーク搬送の際に前記ガスチャンバの内部方向へ気流を発生させるガス処理製造方法。 A gas treatment production method according to claim 13 or 14,
The processing gas outflow prevention step is a gas processing manufacturing method in which an air flow is generated in an internal direction of the gas chamber when the workpiece is conveyed.
前記ガスチャンバ内部から外部へワークを搬出する搬出機能と前記ガスチャンバ外部から内部へワークを搬入する搬入機能との少なくとも一方の搬送機能を有するワーク搬送装置によりワークを搬送するワーク搬送工程と、前記ガスチャンバ内の処理用ガスと接触する前記ワーク搬送装置の接触表面を前記ワーク搬送の際までに所定温度以上に加熱する加熱工程とを含むガス処理製造方法。 A gas processing manufacturing method in which a workpiece is manufactured by gas processing in a gas chamber with a processing gas,
A workpiece transfer step of transferring a workpiece by a workpiece transfer device having at least one transfer function of an unloading function of unloading the workpiece from the inside of the gas chamber to the outside and a loading function of loading the workpiece from the outside of the gas chamber; And a heating step of heating a contact surface of the workpiece transfer device, which is in contact with the processing gas in the gas chamber, to a predetermined temperature or higher before the workpiece transfer.
前記所定温度は、前記処理用ガスの凝縮温度以上であるガス処理製造方法。 A gas treatment production method according to claim 15,
The gas processing manufacturing method, wherein the predetermined temperature is equal to or higher than a condensation temperature of the processing gas.
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