JP2000344343A - 球状物の搬送装置および搬送方法 - Google Patents

球状物の搬送装置および搬送方法

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JP2000344343A
JP2000344343A JP11154382A JP15438299A JP2000344343A JP 2000344343 A JP2000344343 A JP 2000344343A JP 11154382 A JP11154382 A JP 11154382A JP 15438299 A JP15438299 A JP 15438299A JP 2000344343 A JP2000344343 A JP 2000344343A
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spherical object
spherical
flow
sphere
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Hideyoshi Kai
秀芳 甲斐
Takashi Kanetake
隆志 金竹
Tashiro Arai
太四郎 荒井
Kiyoyuki Horii
清之 堀井
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Mitsui High Tec Inc
Ball Semiconductor Inc
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NIPPON KUATSU SYSTEM KK
Mitsui High Tec Inc
Ball Semiconductor Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な機構を要することなく、球状物を非接触
で搬送しながら、雰囲気を変換し、連続する処理工程間
における雰囲気の漏洩を防止することの可能な球状物の
搬送装置を提供する。特に単結晶シリコン球等の球状半
導体の成膜処理やエッチング処理などの半導体処理を高
速かつ確実に行う。 【解決手段】本発明の装置は、第1の雰囲気を構成する
第１の流体を外方から吸引することにより外方に導くと
ともに、搬送する一方、下流側で第2の雰囲気を構成す
る第２の流体を進行方向に垂直な断面における接線方向
から高速供給し、一部を逆流させ、第１の流体の濃度を
減少させつつ、渦巻き流を形成する第2の流体とともに
次工程へ供給するようにしたことを特徴とするもので、
複雑な機構を要することなく効率よく、単結晶シリコン
球等の球状物の処理における雰囲気の変換を行うことが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状物の搬送装置
および搬送方法に係り、球状単結晶シリコンなどの球状
物をガスなどの搬送流体とともに搬送する方法、およ
び、処理のためのガス種変換などのために、搬送雰囲気
を変換する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、通常、半導体装置の形成に際して
は、シリコンウェハ上に回路パターンを形成し、これを
必要に応じてダイシングすることにより半導体チップを
形成するという方法がとられている。このような中で近
年、単結晶シリコンなどの直径１ｍｍ以下の球状の半導
体（Ball Semiconductor）上に回路パターンを形成して
半導体素子を製造する技術が開発されている。
【０００３】たとえば単結晶シリコン球を用いて、太陽
電池や光センサなどのディスクリート素子あるいは半導
体集積回路を形成するには、 単結晶シリコン球を研磨
する鏡面研磨工程、洗浄工程、薄膜形成工程、レジスト
塗布、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程など
の種々の処理工程が必要になる。そして、この球状の半
導体素子を効率的に製造するためには、各処理工程を連
結してライン化する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな単結晶シリコン球は、管への接触などにより表面に
ダメージを受けやすく、非接触で搬送することが望まし
い。また、各工程では、活性ガス、不活性ガス等の気体
のみならず、水や各種溶液等の液体をも含む種々の雰囲
気での処理がなされる。このような処理工程を連結する
場合、被処理物を搬送する雰囲気を前工程から後工程に
持ち込まないようにしなければならないため、工程間に
おいて被処理物から前工程の雰囲気を除去し、そして後
工程に合わせた雰囲気に変換して被処理物を搬送すると
いった作業が必要である。しかも、この作業には生産性
並びに品質の点からも高速処理と、高い信頼性が要求さ
れる。
【０００５】また、このようなライン化を行うに当たっ
て、前工程から搬送されてくる球状のシリコンが不規則
に次工程に供給されると、次工程では供給されてくる球
状シリコンの量が変動するために、その変動量に合わせ
て処理条件を変更せざるを得ず、効率的な処理を行うこ
とができない。
【０００６】そこで、球状シリコン等の球状物はある一
定の間隔をもって、順次、定期的に次工程に供給される
必要がある。また、シリコン表面は酸化され易く、表面
に自然酸化膜が形成された場合、その上層に形成される
コンタクト層などとの接触性が悪くなるなどの問題もあ
り、外気に接触することなく、閉鎖空間内で搬送および
処理が行われるのが望ましい。
【０００７】本発明は、前述した諸問題を解決し、複雑
な機構を要することなく、球状物を非接触で損傷を与え
ることなく搬送することを目的とする。また、球状物を
高速で搬送しながら、雰囲気を変換し、連続する処理工
程間における雰囲気の漏洩を防止することの可能な球状
物の搬送装置を提供することを目的とする。特に単結晶
シリコン球等の球状半導体の成膜処理やエッチング処理
などの半導体処理を高速かつ確実に行うことを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の球状物
の搬送装置は、第１の流体とともに内管を通過する球状
物から、第１の流体を選択的に外方に吸引して、外方に
拡散させる一方、前記球状物が搬送装置の中心部を通過
するように案内し、この球状物に、流れに垂直な方向か
ら第２の流体を供給し、前記第２の流体とともに次の工
程に送出するように構成したことを特徴とする。
【０００９】このように本発明の装置は、第１の雰囲気
を構成する第１の流体を外方から吸引することにより外
方に導くとともに、内管内を搬送する一方、下流側で第
２の雰囲気を構成する第２の流体を進行方向に垂直な断
面における接線方向から高速供給し、一部を逆流させ、
第１の流体の濃度を減少させつつ、渦巻き流を形成する
第２の雰囲気流体とともに次工程へ供給するようにした
ことを特徴とするもので、複雑な機構を要することなく
効率よく、単結晶シリコン球等の球状物の処理における
雰囲気の変換を行うことが可能となる。
【００１０】すなわち、本発明の第１の球状物の搬送装
置は、球状物を第１の流体とともに供給する供給部と、
前記供給部に接続された内管と、該内管の外側に配設さ
れた外管と、前記外管の外壁に配設され、前記内管を通
過する第１の流体を前記外管を介して選択的に外方に吸
引する吸引部とを備えた吸引排出部と、前記吸引排出部
に接続され、前記球状物を含む流れに対し、第２の流体
を供給する第２の流体供給部と、前記球状物を送出する
送出部とを具備したことを特徴とする。
【００１１】かかる構成によれば、球状物を含む第１の
流体から、吸引排出部で第１の流体の一部を吸引排出す
るとともに、球状物を含む流れに対して、垂直断面方向
から第２の流体を供給することにより、第２の流体の一
部は供給口方向に逆流し、第１の流体内に拡散すること
により第１の流体の含有率は徐々に減少せしめられ、カ
ウンターフロー供給部で、効率よく第２の流体と置換せ
しめられ、（第２の雰囲気に置換された）球状物を非接
触で損傷を与えることなく送出することができる。ま
た、小さな閉空間内での搬送が可能であるため、少量の
雰囲気によって置換可能である。また、複雑な機構を必
要とすることなくきわめて簡単な装置によって形成可能
である。
【００１２】本発明の第２では、球状物を第１の流体と
ともに供給する供給部と、 前記供給部に接続され、内
径が徐々に小さくなる第１のテーパ部と、前記第１のテ
ーパ部に接続され、最小径部を含む縮径部と、前記縮径
部に接続され、徐々に拡大せしめられる第２のテーパ部
とを備えたラバールノズルと、 前記第１のテーパ部側
と、第２のテーパ部側とに対して前記第２の流体を分流
せしめるように、前記ラバールノズルの縮径部で、前記
第１の流体の流れに対して垂直方向から、第２の流体を
供給する第２の流体供給手段と、 前記第２のテーパ部
に接続され、前記球状物を送出する送出部とを具備した
ことを特徴とする。
【００１３】かかる構成によれば、第２の流体供給手段
から供給される第２の流体の流れをラバールノズルの縮
径部に供給しているため、第２の流体は第１のテーパ部
側と第２のテーパ部側に効率よく分流せしめられ、第１
の流体の少なくとも一部が第２の流体に置換され、効率
よく球状物を送出することが可能となる。
【００１４】本発明の第３によれば、球状物を第１の流
体とともに供給する供給部と、 前記供給部に接続され
た内管と、該内管の外側に配設された外管と、前記外管
の外壁に配設され、前記内管を通過する第１の流体を前
記外管を介して選択的に外方に吸引する吸引部とを備え
た吸引排出部と、 前記吸引排出部に接続され、前記球
状物を含む第１の流体を、案内するように、内径が徐々
に小さくなる第１のテーパ部と、前記第１のテーパ部に
接続され、最小径部を含む縮径部と、前記縮径部に接続
され、徐々に拡大せしめられる第２のテーパ部とを備え
たラバールノズルと、
【００１５】前記第１のテーパ部側と、第２のテーパ部
側とに対して前記第２の流体を分流せしめるように、前
記ラバールノズルの縮径部で整流された前記球状物を含
む流れに対し、垂直断面方向から第２の流体を供給する
カウンターフロー供給部と、前記球状物を送出する送出
部とを具備したことを特徴とする。
【００１６】かかる構成によれば、これに球状物を含む
第１の流体から、吸引排出部で第１の流体の一部を吸引
排出したのち、ラバールノズルの縮径部に垂直断面方向
から第２の流体を供給しているため、第２の流体は第１
のテーパ部側と第２のテーパ部側に効率よく分流せしめ
られ、第１の流体の少なくとも一部が第２の流体に置換
され、球状物を非接触で効率よく送出することが可能と
なる。また、小さな閉空間内での搬送が可能であるた
め、少量の雰囲気によって置換可能である。また、複雑
な機構を必要とすることなくきわめて簡単な装置によっ
て形成可能である。
【００１７】本発明の第４によれば、請求項３記載の球
状物の搬送装置において、前記カウンターフロー供給部
は、前記通路外周の接線方向から流体を吹き込むことに
より、前記通路に沿って渦巻き流を生成する渦巻き流生
成手段を含むとを特徴とする。かかる構成によれば、第
２の雰囲気を渦巻き流によって巻き込みながら加速し、
送出部に導くことができるため、より効率的な送出が可
能となる。
【００１８】本発明の第５によれば、請求項２記載の球
状物の搬送装置において、前記カウンターフロー供給部
は、供給領域の外周に配列され接線方向に第２の流体を
流入する複数のノズルで構成されていることを特徴とす
る。かかる構成によれば、接線方向に複数のノズルで第
２の流体を流入するようにしているため、効率よく、渦
巻き流を形成することが可能となる。
【００１９】本発明の第６によれば、請求項５に記載の
球状物の搬送装置において、前記ラバールノズル部は、
次第に管径が小さくなる円錐台状をなし、管径が最小と
なった領域にスロート部を有し、このスロート部に、前
記カウンターフロー供給部が配設されていることを特徴
とする。
【００２０】かかる構成によれば、スロート部では、管
径が最小となり、流速がきわめて高速となった領域に、
前記カウンターフロー供給部が配設され、ここから第２
の流体が供給されるため、きわめて効率よく、渦巻き流
を形成し、上流側と下流側に分流せしめられる。
【００２１】本発明の第７によれば、請求項１乃至６の
いずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記供給
部と、前記吸引排出部の間に、外周から接線方向に搬送
流体を流入し、渦巻き流を生成する渦巻き流生成手段を
具備し、前記供給部の出口近傍で、前記球状物を含む第
１の流体を、前記渦巻き流と接触させ、前記球状物を非
接触状態で案内する一方、前記第１の流体を前記渦巻き
流とともに選択的に外方に吸引して排出し第１の流体を
除去するように構成されていることを特徴とする。かか
る構成によれば、さらに効率よく第１の流体を排出する
ことができ、第１の流体が送出部に到達するのを防止す
ることができる。
【００２２】本発明の第８によれば、請求項３乃至７の
いずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記吸引
排出部は、流体の流出入が可能で、内部に前記球状物の
通路を形成する内管と、前記内管の周りを囲む外管から
なる排出室と、前記内管内を通過する第１の流体の圧力
を調整する圧力調整手段を具備したことを特徴とする。
かかる構成によれば、正圧にしたり、負圧にしたり、内
圧を圧力調整手段によって効率よく調整することができ
る。
【００２３】本発明の第９によれば、請求項３乃至７の
いずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記内管
は、内部に前記球状物の径よりもやや大きい径をもつ通
路を形成するように形成された多孔質管材料からなる多
孔質管であることを特徴とする。
【００２４】本発明の第１０によれば、請求項３乃至７
のいずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記内
管は、前記球状物の径よりも小さい多数の貫通孔を有
し、前記第１の雰囲気を通過可能に形成された管である
ことを特徴とする。
【００２５】本発明の第１１によれば、請求項３乃至７
のいずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記内
管は、前記球状物が外側に流出するのを防ぐことのでき
るメッシュ材料で形成された管であることを特徴とす
る。
【００２６】本発明の第１２によれば、請求項１乃至１
１のいずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記
球状物は単結晶シリコンであり、前記流体は気体である
ことを特徴とする。
【００２７】本発明の第１３によれば、請求項１乃至１
２のいずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記
渦巻き流形成手段は、冷却温度に制御された不活性ガス
の渦巻き流を形成するように構成されていることを特徴
とする。
【００２８】本発明の第１４によれば、請求項３乃至７
のいずれかに記載の球状物の搬送装置において、前記吸
引排出部と前記ラバールノズルとの間に、前記吸引排出
部から排出されてくる球状物を案内するとともに、前記
第１のテーパ面の内壁に沿って逆流してくる第２の流体
による乱流から前記球状物を遮蔽するように配設された
案内板が配設されていることを特徴とする。
【００２９】本発明の第１５によれば、第１の流体と共
に供給された球状物から、第１の流体を選択的に外方に
吸引する吸引排出工程と、前記吸引排出工程で少なくと
も第１の流体の一部が排出された前記球状物を含む第１
の流体を、案内する案内工程と、前記球状物を含む第１
の流体の流れに対し、垂直断面方向から第２の流体を供
給し、少なくとも一部を上流方向に逆流させるカウンタ
ーフロー供給工程と、前記球状物を送出する送出工程と
を具備したことを特徴とする。
【００３０】かかる構成によれば、球状物を含む第１の
流体から、吸引排出部で第１の流体の一部を吸引排出し
たのち、ラバールノズルに導きラバールノズルの縮径部
に垂直断面方向から第２の流体を供給しているため、第
２の流体は第１のテーパ部側と第２のテーパ部側に効率
よく分流せしめられ、第１の流体の少なくとも一部が第
２の流体に置換され、効率よく球状物を送出することが
可能となる。また、小さな閉空間内での搬送が可能であ
るため、少量の雰囲気によって置換可能である。
【００３１】また、第１の流体として反応性ガスを用い
この反応性ガスによる処理を経たのち、吸引排出工程で
反応性ガスを排出するとともに、ラバールノズルのスロ
ート部から供給した第２の流体を逆流させ、反応性ガス
の濃度を低減し、半導体球を送出することにより、良好
にガス雰囲気の切り替えを行うことができる。送出工程
では、半導体球は第２の流体とともに送出するようにし
てもよい。
【００３２】本発明の第１６によれば、請求項１５に記
載の球状物の搬送方法において、前記送出工程は前記半
導体球のみを重力によって送出する工程であることを特
徴とする。
【００３３】かかる構成によれば、送出工程では、半導
体球は第２の流体を完全に逆流させ、半導体球のみを重
力によって送出する。これにより、次工程では、前工程
での流体に依存することなく、処理または搬送に使用す
る流体種を選択することができる。
【００３４】本発明の第１７によれば、請求項１５に記
載の球状物の搬送方法において、前記送出工程は前記半
導体球を前記第２の流体とともに送出する工程であるこ
とを特徴とする。
【００３５】かかる構成によれば、送出工程では、半導
体球は第２の流体の流れとともに、半導体球を送出す
る。これにより、高速処理が可能であるとともに、この
第２の流体として反応性ガスを使用することにより、搬
送しながら反応ガスによる処理を行うことも可能であ
る。また第２の流体として不活性ガスを用いるようにす
れば、これらのガスは搬送路における緩衝材としても作
用し、半導体球は表面に衝撃を受けることなく良好に次
工程へと搬送される。
【００３６】本発明の第１８によれば、請求項１５に記
載の半導体球の処理方法において、前記送出工程は、前
記半導体球の重力加速度が、上流側に逆流する前記第２
の流体の揚力よりも大きくなるようにしたことを特徴と
する。
【００３７】上記構成によれば、前記半導体球の重力加
速度が、上流側に逆流する前記第２の流体の揚力よりも
大きくなるようにしているため、前記第２の流体は、逆
流のみでもよい。なお、本明細書において「雰囲気」と
は、活性ガス、不活性ガス等の気体のみならず、水や各
種溶液等の液体をも含むものとし、「球状物」とは球状
シリコンのみならず、各種雰囲気中での処理を要する様
々な材質の球状物を含むものとする。
【００３８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。この搬送装置
は、図１(a)および(b)に示すように、300℃の空気によ
る熱酸化法を用いた酸化膜形成工程から第１の流体とし
ての空気とともに供給されてきた直径１ｍｍの単結晶シ
リコン球１から、この空気（酸素）を除去し、次の処理
工程に送出する、雰囲気変換機能を備えたことを特徴と
する。この装置は、熱酸化工程により、表面に酸化膜の
形成された単結晶シリコン球１を空気と共に供給する、
継ぎ手ポート11を含む供給部10と、空気を吸引し、外方
に排出する吸引排出部20と、吸引排出がなされ、一部の
空気を含む単結晶シリコン球を、圧力調整手段30を介し
て、下流側に案内するように構成された第１のテーパ部
40aと、スロート部40bと、第２のテーパ部40cとからな
るラバールノズル40と、このラバールノズルのスロート
部40bに、前記球状物を含む空気の流れに対し、垂直方
向から第２の流体としての窒素ガスを供給するカウンタ
ーフロー供給部50と、このラバールノズルに接続され、
単結晶シリコン球を送出する送出部60とで構成される。
【００３９】ここで単結晶シリコン球1は空気ととも
に、継ぎ手ポート11を介してこの装置内に供給され、テ
フロンチューブからなる内管21に導かれる。吸引排出部
20は、内管21とこの外側に配設された外管22とを具備
し、前記内管21の管壁には多数の貫通孔23が形成されて
おり、この内管と外管との間の空間が排出室24を構成し
ており、排出室24内部の空間は外管22の外周に沿って配
設された複数個の排出孔25から配管を介して減圧装置と
しての真空発生器（図示せず）及び所定温度に冷却され
た回収タンク（図示せず）に連結されている。
【００４０】吸引排出部において内管21の内径は４ｍｍ
程度であり、外径は６ｍｍ程度である。この真空発生器
によって排出室24内部を減圧状態にすることにより、排
出室内が内管21の内部に対して負圧状態となり、前記熱
酸化工程からその反応性ガスである空気とともに送出さ
れてきた単結晶シリコン球から、空気のみが、外方の排
出室24に効率よく排出される。
【００４１】ここでは内管としては、テフロンチューブ
に貫通孔を形成したものを用いたが、内管を構成する材
料は、セラミック、樹脂、金属の粉体を焼結する等の方
法により得られた多孔質材料でもよい。また、ラバール
ノズル40は、圧力調整部30の端部に形成され、流通孔32
を有する隔離板3１に連設されており、徐々に内径が小
さくなり、円錐台状のテーパ面を有する第１のテーパ部
40ａと、最小径部であるスロート部40ｂ、徐々に内径が
広がるテーパ面をもち方向性をもたせながら球状物を含
む流体を排出するための第２のテーパ部40ｃとで構成さ
れている。
【００４２】そして、このスロート部40ｂには、図１
(b)に断面図を示すようにカウンターフロー部50が配設
されており、スロート部40ｂの外壁に、中心軸に対して
点対称となるように配設され、スロート部40ｂにおける
流れに対して垂直となるように、この外壁を貫通して接
線方向から高圧ガスを供給する2つの高圧ガス供給口5
1，52とから構成されており、高圧ガス供給口5１，52か
ら不活性ガスを噴出することにより、渦巻き流を形成
し、この渦巻き流は、図１に矢印で示すように、第1の
テーパ部40ａ側と第2のテーパ部40ｂ側に効率よく分流
せしめられ、第1の流体である空気の少なくとも一部が
第2の流体である窒素に置換され、効率よく球状物を送
出することが可能となる。
【００４３】送出部６０は自然排出によるものである
が、必要に応じて、加速手段を設けるようにしてもよ
い。
【００４４】次に本発明実施例の雰囲気変換機能を備え
た搬送装置の動作について説明する。まず、吸引排出部
20の排出室24内部の空間は真空発生器により、内管21内
部の空間に対して、負圧状態とされている。排出室24内
が負圧であるために、内管21を通過する単結晶シリコン
球を含む空気は、真空発生器によって吸引され、滞留す
ることなく貫通孔23から排出室24、排出孔25を経て回収
タンクへと排出される。
【００４５】そして、負圧状態になった単結晶シリコン
球1を含む空気は、内管21を通過して、ラバールノズル4
0に入る。
【００４６】一方、ラバールノズル40のスロート部40ａ
では、外壁に形成された高圧ガス供給口51，52から窒素
ガスを流れに対して垂直な方向から噴出することによ
り、渦巻き流を形成し、この渦巻き流を第1のテーパ部4
0ａ側と第2のテーパ部40ｂ側とに分流する。ここでは上
流から流れてくる空気流（単結晶シリコン球１を含む）
は吸引排出部20で、空気の一部が排出され、負圧状態と
なっている。そこで、窒素ガスは効率よく逆流し、テー
パ面に沿って渦巻き流を形成し、上流から流れてくる空
気流を巻き込みながら、圧力調整部30の圧力調整室33、
圧力調整孔34を通じて装置外方へと排出される。圧力調
整部30は通常大気に開口しており、自然排気となるよう
に構成されているが、排気ポンプを用いたり、逆に窒素
などのガスを供給し、圧力を高くして、窒素ガスの逆流
量を少なくするようにすることもできるようになってい
る。
【００４７】従って、内管21を通過してラバールノズル
40に供給された、単結晶シリコン球1は、空気とともに
案内板41によって整流されるとともに、下流側から逆流
してくる窒素ガスの渦巻き流に、空気を巻き込まれなが
ら、徐々に径の小さい、スロート部40ｂに導かれる。こ
のとき窒素ガスの渦巻き流に巻き込まれた空気は圧力調
整部より排出される。
【００４８】そして、スロート部40ｂのカウンターフロ
ー供給部でカウンターフロー（流量：Qc）として窒素ガ
スが供給される。この供給された窒素ガスのうち第2の
テーパ部40c側への分流とともに、単結晶シリコン球１
が第2のテーパ部40cへと送出され、効率よく送出部60か
ら送出される。
【００４９】ここではカウンターフロー流量Qcを一定と
し、出力流量Qoが０のときの入力流量Qiと吸引排出部の
バキュームフロー流量Qvとの関係と、ボールの搬送状態
とを測定したその結果を図２に示す。この図から明らか
なように、入力流量Qiにあわせて吸引排出部のバキュー
ムフロー流量Qvを適切に選択することにより、ボール搬
送を自由落下により良好に遂行しつつ、出力流量Qoを０
とすることが可能となる。バキュームフロー流量Qvはボ
ールの直進性を妨げる方向に働くため、入力流量 Qiの
２倍を超えないようにするのが望ましい。
【００５０】また、カウンターフロー部に窒素ガスを用
いたときの、送出部すなわち出力ポートの酸素濃度をガ
ス検知管で測定した結果を図３に示す。この結果、カウ
ンターフロー流量Qcを０．３Nl/min.としたとき、バキ
ュームフロー流量Qvが１．０Nl/min.以上のとき、出力
ポートの酸素濃度は０％であった。ここで、酸素濃度０
％とは３％酸素検出用ガス検出管を用いて定量の５倍の
気体に反応させたところ、変化したものをさし、酸素濃
度０．０％とは３％酸素検出用ガス検出管を用いて定量
の５倍の気体に反応させたところ、まったく変化しなか
ったものをさす。
【００５１】次にカウンターフロー流量Qcを０、および
０．３Nl/min.としたときのバキュームフロー流量Qvと
入力流量Qiとを変化させ、出力流量Qoが０となる領域を
図４，５にそれぞれ示す。このように、出力ポートで必
要なガス流量に応じて、バキュームフロー流量Qv、入力
流量Qi、カウンターフロー流量Qcを変化させるようにす
ればよいことがわかる。
【００５２】出力ポートでは、ガスとともに排出するよ
うにしてもよいし、自由落下により、単結晶シリコン球
１のみを送出するようにしてもよい。また、単結晶シリ
コン球は、送出部60にて不活性ガスからなるキャリアガ
スのパルスによって加速されて、所定の間隔で送出され
るようにしてもよい。
【００５３】なお、排出室24内部の空間は前記雰囲気の
回収を効率的に行うために所定の温度に制御されること
が好ましい。また、吸引排出部20の内管21は、テフロン
チューブで構成したが、これに限定されるものではな
く、セラミック、樹脂、金属の粉体を焼結等して得多孔
質材料で構成してもよい。また、前記内管21の側壁に穿
設される貫通孔の数及び口径は、球状物の円滑な搬送を
妨げない範囲で任意に設定可能である。
【００５４】また、内管21内のガス等は、この排出室24
内では、真空発生器の作動による差圧により、広い領域
にわたって、排出室24を経て回収タンクへと導かれる
が、その内周面全面から渦巻き流とともに効率よく第１
の流体である空気が除去されるために、雰囲気が内管21
内に残留しにくい。
【００５５】また、内管21の材質として樹脂を用いる場
合には、耐熱性、耐薬品性及び焼結成形可能な面からみ
てフッ素系樹脂が好ましい。なお、渦巻き流を形成する
不活性ガスは、所望の温度に制御したものであることが
望ましく、これにより、ラバールノズルを通過し、窒素
ガス自身は整流される間に、通過する単結晶シリコン球
および第１のキャリアガスを加熱または冷却することも
可能である。
【００５６】また、前記実施例ではラバールノズルを用
い、単結晶シリコン球が管壁に接触するのを防止するた
め、管壁に沿って渦巻き流を効率よく形成するように構
成しているが、これに限定されることなく、直管状のノ
ズルなど他の形状のノズルでも適用可能である。
【００５７】また、前工程における反応ガスの残留をな
くし完全に雰囲気を置換する必要がある場合は、第２の
実施例を示すように、この装置を複数段直列接続するよ
うにしてもよい。
【００５８】第２の実施例について説明する。この装置
は、前記第１の実施例で示した装置を複数段直列接続し
たもので、係る構成によれば、置換効率が向上する。
【００５９】以上説明したように、本発明では、吸引排
出部で、少なくとも一部が排出されて流入してくる第1
の流体の流れを、カウンターフロー部から上流側に逆流
してくる第2の流体の渦巻き流によって巻き込み加速し
て効率よく除去する一方、カウンターフロー部から下流
方向に分流される第2の流体とともに、送出することに
より、効率よく、球状物に次工程の雰囲気または不活性
ガスを噴出して送出するもので、複雑な機構及び制御を
要することなく、単結晶シリコン球等の球状物の処理工
程における雰囲気の変換を行うことができる。
【００６０】また、連続する２つの工程で使用するガス
が反応性の高いものであれば、本発明の装置を２段で使
用し、１段目で、一旦不活性ガスに置換したのち、２段
目で次工程のガスに置換するようにすればよい。
【００６１】また、カウンターフロ−部で供給される流
体としては、所望の温度に制御された不活性ガスを供給
するようにすれば、単結晶シリコン球などの被処理物を
高速で所望の温度下に導くことができ、高温でのアニー
ルなどが極めて容易に可能となる。
【００６２】このような搬送装置を使用することによ
り、単結晶シリコン球を用いたＭＯＳデバイスの製造、
太陽電池の製造などが、すべて、閉鎖空間からなる搬送
路と、回転受継器と、ガスなどの組み合わせにより、大
気中に取出すことなく、形成することも可能である。
【００６３】例えば、単結晶シリコン球を用意し、研磨
装置内で研磨を行い、これを本発明の搬送装置を用い
て、各装置間を搬送し、制御のなされたガスを供給、排
出することによってのみ、大気に触れることなく、閉鎖
空間内でＭＯＳＦＥＴを形成することも可能である。
【００６４】すなわち、まず、単結晶シリコン球の洗
浄、表面の自然酸化膜の除去、熱酸化によるゲート絶縁
膜の形成、ＣＶＤ工程による多結晶シリコン層の形成を
経て、フォトリソグラフィ工程による前記多結晶シリコ
ン層のパターニングによりゲート電極を形成する。
【００６５】そして、層間絶縁膜を形成した後、所望の
不純物を含有する多結晶シリコン膜を表面に形成し、こ
の多結晶シリコン膜から、ソースドレイン拡散を行い、
ソースドレイン領域を形成するとともに、この多結晶シ
リコン層をソースドレインコンタクト層とする。
【００６６】そして最後に電極形成を行うことによりＭ
ＯＳＦＥＴが極めて効率よく閉鎖空間内で形成される。
かかる装置を用いることにより、極めて少量のガスで所
望の表面処理を行うことが可能である上、渦巻き流を用
いて前工程のガスを効率よく排出し、次工程のガスに置
換することができるため、剥離やキズの発生も無く、歩
留まりよく信頼性の高い半導体デバイスの形成が可能と
なる。加えて、前記実施例では雰囲気流体として気体を
用いた場合の供給排出について説明したが、液体を用い
た場合にも適用可能である。
【００６７】また、第2の流体としては、不活性ガスの
ほか水素やハロゲンなどの還元性ガス、あるいは反応性
ガスを用いるようにしてもよい
【００６８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、前工程の流体を排除し、球状物を効率よく次工程に
送出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a)は、本発明の搬送装置の第1の実施例を
示す断面図、図１(b)は、図１(a) のＡ−Ａ断面図。
【図２】出力流量Ｑｏが０となるときの入力流量と、カ
ウンターフロー流量Qcとの変化にもとづく、ボールの挙
動を示す表図。
【図３】出力流量Ｑｏが０となるときの入力流量と、カ
ウンターフロー流量Qcとを一定にしたとき、バキューム
フロー流量Qvの変化にもとづく、出力ポートでの酸素濃
度との関係を測定した結果を示す表図。
【図４】カウンターフロー流量Qcを０としたときの入力
流量およびバキューム流量に対する出力流量との関係を
示す図。
【図５】カウンターフロー流量Qcを０．３Nl/min.とし
たときの入力流量およびバキューム流量に対する出力流
量との関係を示す図
【符号の説明】
10 供給部 20 吸引排出部 30 圧力調整手段 40 ラバールノズル 40a 第１のテーパ部 40b スロート部 40c 第２のテーパ 50 カウンターフロー部 60 送出部
フロントページの続き (71)出願人 597140958 ボール セミコンダクター インコーポレ イテッド Ｂａｌｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｃ．, アメリカ合衆国75240 テキサス州 ダラ ス市 ノエル・ロード13455 ツー ギャ ラリア タワー スイート1000 (71)出願人 390031853 堀井 清之 東京都目黒区上目黒５丁目８番15−501号 (72)発明者 甲斐 秀芳 福岡県北九州市八幡西区小嶺２丁目10番１ 号 株式会社三井ハイテック内 (72)発明者 金竹 隆志 アメリカ合衆国75240 テキサス州 ダラ ス市 ノエル・ロード13455 ツーギャラ リアタワースイート1000 ボール セミコ ンダクター インコーポレイテッド内 (72)発明者 荒井 太四郎 神奈川県川崎市高津区新作４−10−36 日 本空圧システム株式会社内 (72)発明者 堀井 清之 東京都目黒区上目黒５丁目８番15−107号 Ｆターム(参考） 5F031 CA20 GA62 MA28 MA32 NA04

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 球状物を第1の流体とともに供給する供
    給部と、 前記供給部に接続された内管と、該内管の外側に配設さ
    れた外管と、前記外管の外壁に配設され、前記内管を通
    過する第１の流体を前記外管を介して選択的に外方に吸
    引する吸引部とを備えた吸引排出部と、 前記吸引排出部に接続され、前記球状物を含む流れに対
    し、第２の流体を供給する第２の流体供給部と、 前記球状物を送出する送出部とを具備したことを特徴と
    する球状物の搬送装置。
  2. 【請求項２】 球状物を第１の流体とともに供給する供
    給部と、 前記供給部に接続され、内径が徐々に小さくなる第１の
    テーパ部と、前記第１のテーパ部に接続され、最小径部
    を含む縮径部と、前記縮径部に接続され、徐々に拡大せ
    しめられる第２のテーパ部とを備えたラバールノズル
    と、 前記第１のテーパ部側と、第２のテーパ部側とに対して
    前記第２の流体を分流せしめるように、前記ラバールノ
    ズルの縮径部で、前記第１の流体の流れに対して垂直方
    向から、第２の流体を供給する第２の流体供給手段と、 前記第２のテーパ部に接続され、前記球状物を送出する
    送出部とを具備したことを特徴とする球状物の搬送装
    置。
  3. 【請求項３】 球状物を第１の流体とともに供給する供
    給部と、 前記供給部に接続された内管と、該内管の外側に配設さ
    れた外管と、前記外管の外壁に配設され、前記内管を通
    過する第１の流体を前記外管を介して選択的に外方に吸
    引する吸引部とを備えた吸引排出部と、 前記吸引排出部に接続され、前記球状物を含む第１の流
    体を、案内するように、内径が徐々に小さくなる第１の
    テーパ部と、前記第１のテーパ部に接続され、最小径部
    を含む縮径部と、前記縮径部に接続され、徐々に拡大せ
    しめられる第２のテーパ部とを備えたラバールノズル
    と、 前記第１のテーパ部側と、第２のテーパ部側とに対して
    前記第２の流体を分流せしめるように、前記ラバールノ
    ズルの縮径部で整流された前記球状物を含む流れに対
    し、垂直断面方向から第２の流体を供給するカウンター
    フロー供給部と、 前記球状物を送出する送出部とを具備したことを特徴と
    する球状物の搬送装置。
  4. 【請求項４】 前記カウンターフロー供給部は、前記通
    路外周の接線方向から流体を吹き込むことにより、前記
    通路に沿って渦巻き流を生成する渦巻き流生成手段を含
    むことを特徴とする請求項３記載の球状物の搬送装置。
  5. 【請求項５】 前記カウンターフロー供給部は、供給領
    域の外周に配列され接線方向に第２の流体を流入する複
    数のノズルで構成されていることを特徴とする請求項４
    に記載の球状物の搬送装置。
  6. 【請求項６】 前記ラバールノズル部は、次第に管径が
    小さくなる円錐台状をなし、管径が最小となった領域に
    スロート部を有し、このスロート部に、前記カウンター
    フロー供給部が配設されていることを特徴とする請求項
    ５に記載の球状物の搬送装置。
  7. 【請求項７】 前記供給部と、前記吸引排出部の間に、
    外周から接線方向に搬送流体を流入し、渦巻き流を生成
    する渦巻き流生成手段を具備し、 前記供給部の出口近傍で、前記球状物を含む第１の流体
    を、前記渦巻き流と接触させ、前記球状物を非接触状態
    で案内する一方、前記第１の流体を前記渦巻き流ととも
    に選択的に外方に吸引して排出し第１の流体を除去する
    ように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６
    のいずれかに記載の球状物の搬送装置。
  8. 【請求項８】 前記吸引排出部は、流体の流出入が可能
    で、内部に前記球状物の通路を形成する内管と、前記内
    管の周りを囲む外管からなる排出室と、前記内管内を通
    過する第１の流体の圧力を調整する圧力調整手段を具備
    したことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載
    の球状物の搬送装置。
  9. 【請求項９】 前記内管は、内部に前記球状物の径より
    もやや大きい径をもつ通路を形成するように形成された
    多孔質材料からなる多孔質管であることを特徴とする請
    求項３乃至７のいずれかに記載の球状物の搬送装置。
  10. 【請求項１０】 前記内管は、前記球状物の径よりも小
    さい多数の貫通孔を有し、前記第１の雰囲気を通過可能
    に形成された管であることを特徴とする請求項３乃至７
    のいずれかに記載の球状物の搬送装置。
  11. 【請求項１１】 前記内管は、前記球状物が外側に流出
    するのを防ぐことのできるメッシュ材料で形成された管
    であることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記
    載の球状物の搬送装置。
  12. 【請求項１２】 前記球状物は単結晶シリコンであり、
    前記流体は気体であることを特徴とする請求項１乃至１
    １のいずれかに記載の球状物の搬送装置。
  13. 【請求項１３】 前記渦巻き流形成手段は、冷却温度に
    制御された不活性ガスの渦巻き流を形成するように構成
    されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれ
    かに記載の球状物の搬送装置。
  14. 【請求項１４】 前記吸引排出部と前記ラバールノズル
    との間に、前記吸引排出部から排出されてくる球状物を
    案内するとともに、前記第１のテーパ面の内壁に沿って
    逆流してくる第２の流体による乱流から前記球状物を遮
    蔽するように配設された案内板が配設されていることを
    特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の球状物の
    搬送装置。
  15. 【請求項１５】 第１の流体と共に供給された球状物か
    ら、第１の流体を選択的に外方に吸引する吸引排出工程
    と、 前記吸引排出工程で少なくとも第１の流体の一部が排出
    された前記球状物を含む第１の流体を、案内する案内工
    程と、 前記球状物を含む第１の流体の流れに対し、垂直断面方
    向から第２の流体を供給し、少なくとも一部を上流方向
    に逆流させるカウンターフロー供給工程と、前記球状物
    を送出する送出工程とを具備したことを特徴とする球状
    物の搬送方法。
  16. 【請求項１６】 前記送出工程は前記半導体球のみを重
    力によって送出する工程であることを特徴とする請求項
    １５に記載の半導体球の処理方法。
  17. 【請求項１７】 前記送出工程は前記半導体球を前記第
    ２の流体とともに送出する工程であることを特徴とする
    請求項１５に記載の半導体球の処理方法。
  18. 【請求項１８】 前記送出工程は、上流側に逆流する前
    記第２の流体の流れによる揚力が、前記半導体球の重力
    加速度よりも小さくなるようにしたことを特徴とする請
    求項１５に記載の半導体球の処理方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018111059A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 選別装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5241996B2 (ja) 2002-10-14 2013-07-17 ノードソン コーポレーション 粉末材料を輸送する方法及び装置
US7534157B2 (en) * 2003-12-31 2009-05-19 Ganz System and method for toy adoption and marketing
WO2013128260A1 (en) * 2012-02-28 2013-09-06 Tgg Automation Limited Pneumatic parts feeder
US20150043700A1 (en) * 2012-07-19 2015-02-12 Lawrence Livermore National Security, Llc Method and system for target injection using a gas-bearing injection barrel
ES2718704B2 (es) * 2018-02-27 2022-01-11 Nortek S A Boquilla separadora de alta eficiencia

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2901421A (en) * 1952-07-12 1959-08-25 Socony Mobil Oil Co Inc Method and apparatus for transfer of contact materials
US3212820A (en) * 1964-06-19 1965-10-19 Westinghouse Electric Corp Pneumatic conveyor means for fragile elements
US4178662A (en) * 1978-06-05 1979-12-18 U.S. Automation Company Spark plug conveyor and assembling means
US4265573A (en) * 1979-11-05 1981-05-05 Crown Zellerbach Corporation Particulate matter dispersing and transporting system
US4372712A (en) * 1981-03-18 1983-02-08 Beloit Corporation Continuous transfer of particles from a gaseous conveying medium to a liquid conveying medium
US4600603A (en) * 1984-06-21 1986-07-15 Nordson Corporation Powder spray apparatus and powder spray method
US5252008A (en) * 1992-03-27 1993-10-12 Autoload, Inc. Granular material transfer system
US5252007A (en) * 1992-05-04 1993-10-12 University Of Pittsburgh Of The Commonwealth System Of Higher Education Apparatus for facilitating solids transport in a pneumatic conveying line and associated method
US5846275A (en) * 1996-12-31 1998-12-08 Atmi Ecosys Corporation Clog-resistant entry structure for introducing a particulate solids-containing and/or solids-forming gas stream to a gas processing system
US5955037A (en) * 1996-12-31 1999-09-21 Atmi Ecosys Corporation Effluent gas stream treatment system having utility for oxidation treatment of semiconductor manufacturing effluent gases
US6102629A (en) * 1997-06-19 2000-08-15 Mitsui High-Tec Inc. Apparatus for conveying spherical articles between atmospheres
JPH1159899A (ja) * 1997-08-20 1999-03-02 Mitsui High Tec Inc 球状物の供給装置
JPH11171340A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Mitsui High Tec Inc 球状物の非接触型搬送装置
US6183169B1 (en) * 1998-08-13 2001-02-06 The University Of Western Ontario Precision dispensing of ultra-fines via a gas medium
US6203249B1 (en) * 1998-09-29 2001-03-20 Mitsui High-Tec Inc. Particulate objects conveying apparatus for conveying particles of a predetermined size

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018111059A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 選別装置

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US6663325B1 (en) 2003-12-16

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