JP6250947B2 - Heat treatment equipment - Google Patents
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Description
この発明は、チャンバ内に封入されたワークに対して熱処理を行う熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing a heat treatment on a workpiece enclosed in a chamber.
熱処理装置では、チャンバ内に封入されたワークに対する熱処理を行う際に多種多様のガスや蒸気がチャンバ内に導入される。チャンバ内に導入されるガスの中には可燃性ガスも含まれるので、可燃性ガスの漏洩を防止する必要がある。 In the heat treatment apparatus, various kinds of gases and vapors are introduced into the chamber when heat-treating the workpiece enclosed in the chamber. Since the gas introduced into the chamber includes flammable gas, it is necessary to prevent leakage of the flammable gas.
また、熱処理装置は、平常時に可燃性ガスの漏洩を防止できるだけでなく、地震や火災等の非常事態の発生時にも被害拡大を防止できるように構成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the heat treatment apparatus is configured not only to prevent the leakage of the flammable gas during normal times, but also to prevent the expansion of damage in the event of an emergency such as an earthquake or fire.
例えば、半導体基板やガラス基板に熱処理を行うためのチャンバが破損すると、チャンバを包囲する筐体の内部の急激な圧力変化によって筐体も破損し、その結果、可燃性ガスが筐体から漏出することや、装置外部の酸素が筐体内の熱源に触れることによって、被害が拡大する虞があった。 For example, when a chamber for performing a heat treatment on a semiconductor substrate or a glass substrate is damaged, the housing is also damaged by a sudden pressure change inside the housing surrounding the chamber, and as a result, combustible gas leaks from the housing. In addition, there is a possibility that damage is expanded by oxygen outside the apparatus touching a heat source in the housing.
そこで、チャンバを気密的に包囲する筐体の少なくとも一部にソフトシェル等の可撓性部材を用いることで、チャンバが破損して筐体の内圧が急変した場合でも、可撓性部材が内圧に応じて収縮または膨張し、筐体の破損を防止できるようにした熱処理装置についての技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の技術では、筐体を耐圧部材で構成しなくても内圧の急変による筐体の破損を防止できるので、チャンバの破損に伴う被害の拡大を低コストで実現できるという効果が奏される。 Therefore, by using a flexible member such as a soft shell for at least a part of the casing that hermetically surrounds the chamber, even if the chamber is damaged and the internal pressure of the casing suddenly changes, the flexible member In response to this, a technique for a heat treatment apparatus that contracts or expands to prevent damage to the housing has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This conventional technique can prevent damage to the casing due to sudden changes in internal pressure without configuring the casing with a pressure-resistant member, so that the effect of expanding damage caused by chamber damage can be realized at low cost. .
しかし、特許文献1に記載の従来の技術では、可撓性部材が熱処理装置の内部に設置される場合、新規に製造する熱処理装置に上記技術を適用することは比較的に行い易いが、既存の熱処理装置に後付けで上記技術を適用するためには、当該既存の熱処理装置の多くの部分を一旦分解する必要が生じ、作業性が悪いという課題が残されていた。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, when the flexible member is installed inside the heat treatment apparatus, it is relatively easy to apply the technique to a newly manufactured heat treatment apparatus. In order to apply the above technique to the heat treatment apparatus later, many parts of the existing heat treatment apparatus need to be disassembled once, and the problem that workability is poor remains.
この発明の目的は、チャンバの破損に伴う圧力の変動に対する筐体の破損を防止し、かつ既存の熱処理装置においても低コストかつ作業性良く実現できる熱処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can prevent damage to a casing against pressure fluctuation caused by breakage of a chamber, and can be realized with low cost and good workability even in an existing heat treatment apparatus.
この発明の熱処理装置は、チャンバ内に封入されたワークに対して熱処理を行う。熱処理装置は、装置本体と、装置本体に対して外付けされる外付け部と、を備える。装置本体は、チャンバの周囲に配置されてチャンバ内のワークを加熱する加熱部と、加熱部及びチャンバを包囲する包囲空間を形成する筐体と、を含む。筐体には、開口部が設けられる。外付け部は、開口部を介して包囲空間に連通する予備空間を形成するソフトシェルを含む。ソフトシェルは、その外周縁部が、筐体の外側において上記開口部を包囲する様に設けられる。又、ソフトシェルは、包囲空間及び予備空間によって構成される気密空間の内圧に応じて容積を変化させる可撓性を有する。
The heat treatment apparatus according to the present invention performs a heat treatment on a workpiece enclosed in a chamber. The heat treatment apparatus includes an apparatus main body and an external unit that is externally attached to the apparatus main body. The apparatus main body includes a heating unit that is disposed around the chamber and heats the workpiece in the chamber, and a housing that forms an enclosure space that surrounds the heating unit and the chamber . The housing is provided with an opening. The external portion includes a soft shell that forms a spare space that communicates with the surrounding space via the opening . The soft shell is provided so that an outer peripheral edge thereof surrounds the opening on the outside of the housing. Also, soft shell, that have a flexibility to change the volume depending on the internal pressure of the airtight space defined by the surrounding space and pre space.
この構成では、チャンバが破損して気密空間の内圧が急変した場合でも、気密空間の内圧に応じてソフトシェルが収縮または膨張することで、筐体に対する負荷が軽減されて筐体の破損が防止される。このため、チャンバが破損した後においても加熱部やチャンバの周囲の気密性が保たれる。よって、加熱部が装置外部の酸素と触れることがないので、チャンバから漏洩した可燃性ガスと加熱部とが接触した場合であっても可燃性ガスの燃焼が防止される。 In this configuration, even if the chamber is damaged and the internal pressure of the airtight space suddenly changes, the soft shell contracts or expands according to the internal pressure of the airtight space, thereby reducing the load on the housing and preventing the housing from being damaged. Is done. For this reason, the airtightness around the heating unit and the chamber is maintained even after the chamber is broken. Therefore, since the heating unit does not come into contact with oxygen outside the apparatus, combustion of the combustible gas is prevented even when the combustible gas leaked from the chamber comes into contact with the heating unit.
また、ソフトシェルを含む外付け部は、装置本体に対して外付け可能に構成されるので、既存の熱処理装置に対してもソフトシェルを容易に装着でき、チャンバが破損して内圧が急変することによる筐体の破損を防止できる。 In addition, since the external part including the soft shell is configured to be externally attached to the apparatus main body, the soft shell can be easily attached to the existing heat treatment apparatus, the chamber is damaged, and the internal pressure is suddenly changed. It is possible to prevent the case from being damaged.
上述の構成において、ソフトシェルは、前記装置本体に取り付けられた際に前記装置本体との隙間をコーキング材で密封されることが好ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the soft shell is sealed with a caulking material at a gap between the soft shell and the apparatus body.
この構成では、可燃性ガスが漏洩した場合でもヒータ加熱による可燃性ガスの燃焼を防止できるように気密空間の酸素濃度を低減させるため、気密空間に窒素等の不燃性ガスを供給しているので、ソフトシェルと装置本体との間の気密性は、Oリング等の固形のシーリング材を用いずともコーキング材で気密処理を行うことができる。このため、既存の熱処理装置への筐体の破損防止のためにソフトシェルを取り付ける作業が行い易い。 In this configuration, incombustible gas such as nitrogen is supplied to the airtight space in order to reduce the oxygen concentration in the airtight space so that combustion of the combustible gas due to heater heating can be prevented even if the combustible gas leaks. The airtightness between the soft shell and the apparatus main body can be airtightly treated with a caulking material without using a solid sealing material such as an O-ring. For this reason, it is easy to perform the work of attaching the soft shell to prevent the casing from being damaged to the existing heat treatment apparatus.
また、予備空間の容積は、チャンバの容積以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the volume of the spare space is equal to or greater than the volume of the chamber.
この構成によれば、チャンバ内が0気圧で包囲空間及び予備空間からなる気密空間が1気圧である場合を想定しても、チャンバが破損した場合にソフトシェルが収縮することで、チャンバの破損後の気密空間が1気圧に保たれる。よって、チャンバが破損した場合でも筐体への負荷を最小限に抑えることができる。 According to this configuration, even if it is assumed that the inside of the chamber is 0 atm and the airtight space composed of the enclosed space and the spare space is 1 atm, the soft shell contracts when the chamber is damaged, so that the chamber is damaged. The subsequent airtight space is maintained at 1 atm. Therefore, even when the chamber is damaged, the load on the housing can be minimized.
また、外付け部は、ソフトシェルを内蔵する付設筐体をさらに含み、付設筐体とソフトシェルとの間の空間は、外部空間と連通することが好ましい。 Moreover, it is preferable that an external attachment part further includes the attachment housing | casing which incorporates a soft shell, and the space between an attachment housing | casing and a soft shell communicates with external space.
この構成によれば、ソフトシェルが付設筐体に内蔵されるので、ソフトシェルに外部から物が引っ掛かること等によるソフトシェルの損傷が防止される。また、付設筐体とソフトシェルとの間の空間は、熱処理装置の外部空間と連通するので、ソフトシェルが収縮及び膨張する際の負荷を小さくすることができる。 According to this configuration, since the soft shell is built in the attached housing, the soft shell is prevented from being damaged due to an object being caught on the soft shell from the outside. In addition, since the space between the attached housing and the soft shell communicates with the external space of the heat treatment apparatus, the load when the soft shell contracts and expands can be reduced.
さらに、包囲空間内の気体と予備空間内の気体とを循環させる送風部をさらに備えることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to further include a blower that circulates the gas in the enclosed space and the gas in the spare space.
この構成によれば、包囲空間及び予備空間を含む気密空間内の、気圧や温度のむら、及び複数種の気体が混合している場合の混合むら等を、防止することができる。 According to this configuration, it is possible to prevent unevenness in pressure and temperature in the airtight space including the enclosed space and the spare space, and unevenness in mixing when plural kinds of gases are mixed.
この発明によれば、非常事態発生時における被害拡大の防止を、既存の熱処理装置においても低コストかつ作業性良く実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize prevention of expansion of damage at the time of occurrence of an emergency with low cost and good workability even in an existing heat treatment apparatus.
図1を参照しつつ、この発明の実施形態に係る熱処理装置10について説明する。熱処理装置10は、例えば、半導体基板やガラス基板に対して減圧状態で熱処理を行うように構成される。熱処理の例として、化学気相成長処理、拡散処理、及びアニール処理等が挙げられる。
A
熱処理装置10は、装置本体20、及び外付け部30を備えている。
The
装置本体20は、筐体21、チャンバ22、ヒータ23、送風部24、圧力計25、温度計26、酸素濃度計27、不活性ガス供給部28、計器室カバー29、ガス供給部51、ガス排出部52、及び制御部53を備えている。制御部53は、各構成機器を統括的に制御する。
The apparatus
チャンバ22は、熱処理が行われる処理室を画定している。一例として、チャンバ22は、石英ガラス製である。ヒータ23は、チャンバ22の周囲に配置されており、チャンバ22内のワークを加熱するように構成されている。ヒータ23は、加熱部を構成している。
The chamber 22 defines a processing chamber in which heat treatment is performed. As an example, the chamber 22 is made of quartz glass. The
チャンバ22内には、ガス供給部51によってガスが供給される。チャンバ22内に供給されるガスの中には、可燃性ガスが含まれることがある。チャンバ22内に供給されるガスの例として、シラン(SiH4 )、アルゴン(Ar)、窒素(N2 )等が挙げられる。チャンバ22内には、これらのガスのうちから選択されたいずれかのガスが必要に応じて供給される。
Gas is supplied into the chamber 22 by a
ガス排出部52は、例えば、エアバルブおよびマニュアルバルブ等が設けられた排気管を有しており、チャンバ22からの排気を行うように構成されている。また、ガス排出部52は、チャンバ22内を減圧するための減圧ポンプを備えている。例えば、減圧ポンプとして、真空ポンプが挙げられる。
The
筐体21は、チャンバ22及びヒータ23を包囲する包囲空間41を画定している。
The
圧力計25は、包囲空間41の圧力を計測する。温度計26は、包囲空間41の温度を計測する。酸素濃度計27は、包囲空間41の酸素濃度を計測する。
The
不活性ガス供給部28は、流量調整バルブ、圧力計、流量計、及びマニュアルバルブ等が設けられた供給管を有しており、包囲空間41に窒素を供給するように構成されている。包囲空間41への窒素の供給は、酸素濃度計27の検出結果に基づいて行われる。不活性ガス供給部28は、包囲空間41における酸素濃度が所定濃度(例えば、5%)を超えたときに包囲空間41に窒素を供給するように制御される。包囲空間41の窒素濃度を向上させることによって酸素濃度を低減させ、これによってヒータの加熱による燃焼を防止することができる。
The inert
計器室カバー29は、筐体21に隣接配置され、圧力計25、温度計26、及び酸素濃度計27が配置される計器室45を構成している。
The
外付け部30は、装置本体20に対して外付け可能に構成されている。このため、装置本体20に対する改造を最小限に抑えつつ外付け部30を後付けすることができる。一例として、外付け部30は、筐体21及び計器室カバー29の両方に隣接するように外付けされている。
The
外付け部30は、ソフトシェル31、及び付設筐体32を有している。ソフトシェル31の構成の例として、アルミガラスクロス等の、ガラスクロスをアルミ箔で被覆し樹脂等で接着してなる構成などが挙げられ、市販のものを利用することが可能である。ただし、ソフトシェル31は、耐熱機能、気密性を保つ機能、および内外の圧力差を吸収する機能を備えるものであれば良く、上述の素材に限定されることはない。
The
一例として、ソフトシェル31は、縁部311を装置本体20の外面に当てられ、装置本体20との間に縁部311を挟むように当て板61を当てられた状態で、当て板61及び縁部311を当て板61側から貫通するビス等の留め具62によって装置本体20に取り付けられる。さらに、ソフトシェル31の縁部311と装置本体20との隙間が、コーキング材63で密封される。
As an example, the
コーキング材の例として、シリコン系(オルガノポリシロキサン)、変性シリコン系(シリル基を末端に持つポリエーテル)、ポリウレタン系などの樹脂が挙げられる。 Examples of the caulking material include silicon-based (organopolysiloxane), modified silicon-based (polyether having a silyl group at the terminal), polyurethane-based resin, and the like.
ソフトシェル31は、付設筐体32に内蔵されている。付設筐体32は、連通孔33を有している。連通孔33は、付設筐体32とソフトシェル31との間の空間42と、熱処理装置10の外部空間43とを連通させる。
The
ソフトシェル31が付設筐体32に内蔵されているので、ソフトシェル31に外部から物が引っ掛かること等によるソフトシェル31の損傷が防止される。また、付設筐体32とソフトシェル31との間の空間42は、連通孔33を通して外部空間43と連通するので、ソフトシェル31が収縮及び膨張する際の負荷が小さくなる。
Since the
外付け部30が外付けされた筐体21の壁面には、開口部211が設けられる。ソフトシェル31は、開口部211を覆うように装置本体20の壁面に取り付けられる。ソフトシェル31が形成する予備空間44と、筐体21によって形成される包囲空間41とは、開口部211を通して連通する。
An
筐体21及びソフトシェル31は、包囲空間41及び予備空間44によって構成される空間が気密性を有するように形成される。ソフトシェル31は、包囲空間41及び予備空間44によって構成される気密空間の内圧に応じて容積を変化させる可撓性を有している。
The
送風部24は、ラジエータ241及びブロア242が設けられた送風管を有し、計器室45に配置されている。送風部24は、包囲空間41の気体を吸引して予備空間44へ排出することで、包囲空間41の気体と予備空間44の気体とを循環させる。これによって、包囲空間41及び予備空間44によって構成される気密空間内の、気圧や温度のむら、及び複数種の気体が混合している場合の混合むら等を、防止することができる。
The
以上のように構成されることで、熱処理装置10では、地震等によってチャンバ22が破損した場合、チャンバ22内の減圧された空間と気密空間とが連通するが、ソフトシェル31が内側に撓み気密空間の容積が減少することで、気密空間の内圧の減少が抑制または防止される。
With the above-described configuration, in the
このように、気密空間の内圧の減少をソフトシェル31が吸収することによって、チャンバ22が破損した後も、筐体21に対する負荷が軽減されて筐体21の破損を防ぐことができ、チャンバ22やヒータ23の周囲を気密的に保つことができる。このため、チャンバ22が破損した場合でも筐体21の破損が防がれ、可燃性ガスが熱処理装置10の外部へ漏洩することを防止することができる。また、気密空間外からの酸素の流入を防ぐことができ、ヒータ23の加熱によるチャンバ22から漏洩した可燃性ガスの燃焼が防止される。
As described above, the
さらに、ソフトシェル31を用いることによって、チャンバ22やヒータ23の周囲をすべて耐圧部材によって囲う場合と比較して、コストを削減することができる。
Furthermore, by using the
また、ソフトシェル31を含む外付け部30は、装置本体20に対して外付け可能に構成されるので、既存の熱処理装置に対してもソフトシェル31を容易に装着でき、チャンバ22が破損して内圧が急変することによる筐体21の破損を防止することができる。
Further, since the
したがって、非常事態発生時における被害拡大の防止を、既存の熱処理装置においても低コストかつ作業性良く実現することができる。 Therefore, it is possible to realize the prevention of the expansion of damage at the time of occurrence of an emergency situation with low cost and good workability even in the existing heat treatment apparatus.
熱処理装置10では、可燃性ガスが漏洩した場合でも加熱したヒータ23による可燃性ガスの燃焼を防止できるように気密空間の酸素濃度を低減させるために、気密空間に窒素を供給しているので、ソフトシェル31と装置本体20との間の気密性は、Oリング等の固形のシーリング材を用いずともコーキング材で気密処理を行うことができる。このため、気密処理のための材料として個々の熱処理装置に合ったサイズのものを用意する必要がない。
In the
なお、ソフトシェル31の最大容積即ち予備空間44の最大容積は、チャンバ22の容積以上であることが好ましい。この構成によれば、チャンバ22内が0気圧で包囲空間41及び予備空間44からなる気密空間が1気圧である場合を想定すると、チャンバ22が破損した場合にソフトシェル31が収縮することで、チャンバ22の破損後の気密空間が1気圧に保たれる。よって、チャンバ22が破損した場合でも筐体21への負荷を最小限に抑えることができる。
The maximum volume of the
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10…熱処理装置
20…装置本体
21…筐体
22…チャンバ
23…ヒータ(加熱部)
24…送風部
30…外付け部
31…ソフトシェル
32…付設筐体
33…連通孔
41…包囲空間
44…予備空間
DESCRIPTION OF
24 ...
Claims (7)
装置本体と、前記装置本体に対して外付けされる外付け部と、を備え、
前記装置本体は、
前記チャンバ内のワークを加熱する加熱部と、
前記加熱部および前記チャンバを包囲する包囲空間を形成する筐体と、を含み、
前記筐体には開口部が設けられ、
前記外付け部は、
前記開口部を介して前記包囲空間に連通する予備空間を形成するソフトシェルであって、その外周縁部が、前記筐体の外側において前記開口部を包囲する様に設けられるソフトシェルを含み、
前記ソフトシェルは、前記包囲空間及び前記予備空間によって構成される気密空間の内圧に応じて容積を変化させる可撓性を有する、熱処理装置。 A heat treatment apparatus for performing heat treatment on a workpiece enclosed in a chamber,
An apparatus main body, and an external part externally attached to the apparatus main body,
The apparatus main body is
A heating unit for heating the workpiece in the chamber;
A housing that forms a surrounding space that surrounds the heating unit and the chamber,
The housing is provided with an opening,
The external part is
A soft shell that forms a preliminary space communicating with the surrounding space through the opening , the outer peripheral edge of the soft shell including a soft shell provided to surround the opening on the outside of the housing;
Said soft shell, that have a flexibility to change the volume depending on the internal pressure of the airtight space defined by the enclosing space and the pre space, the heat treatment apparatus.
前記付設筐体と前記ソフトシェルとの間の空間は、外部空間と連通する、請求項1〜4のいずれかに記載の熱処理装置。 The external part further includes an attachment housing containing the soft shell,
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein a space between the auxiliary housing and the soft shell communicates with an external space.
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