[發明專利]半導體片縱式熱處理裝置用磁性流體密封單元

無效

• 申請號: 200580043902.2
• 申請日: 2005-12-19
• 公開（公告）號: CN101084571A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 島崎靖幸;野口學
• 申請（專利權）人: 株式會社理學
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/22;H01L21/324
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 史雁鳴

技術領域

本發明涉及裝入到縱式熱處理裝置中的磁性流體密封單元，所述縱式熱處理裝置，在利用保持器沿縱向方向隔開一定間隔地保持多個被處理基板的同時，一面使所述保持器在微小預壓力或者真空的高溫反應容器內旋轉，一面對反應容器內的被處理基板進行熱處理。

背景技術

這種縱式熱處理裝置用于半導體片的成膜處理、氧化處理、退火處理、雜質擴散處理等。

這種縱式熱處理裝置，在從下方向反應容器內裝入以一定的間隔沿縱向方向保持有半導體片的晶片舟皿(保持器)之后，利用底部蓋體密閉反應容器的下端開口部。

為了對半導體片均勻地進行熱處理，在反應容器內旋轉驅動保持器。因此，在反應容器的底部裝入磁性流體密封單元。磁性流體密封單元在單元主體中內置有：可自由旋轉地支承著貫穿反應容器的底部蓋體的旋轉軸的軸承部、以及用于防止供應到反應容器內的反應氣體的泄漏和用于防止外部氣體進入反應容器內的密封部。

一般地，單元主體構成筒狀，以其中空部與反應容器的底部蓋體的軸孔連通的方式安裝到底部蓋體上。軸承部內置于單元主體的下部，支承旋轉軸。密封部大體上內置于單元主體的上部，對于單元主體和旋轉軸之間的間隙進行密封。對于該密封部使用磁性流體。由磁性流體構成的密封部設置在單元主體的上部的理由，是為了使由軸承產生的污染、顆粒不進入反應容器內、以及使用于熱處理的反應氣體、反應副產物不會損傷軸承的功能。

上述結構的磁性流體密封單元，由于密封部位于反應容器的附近，所以，當供應到反應容器內的反應性氣體、反應副生成氣體通過軸孔與密封部的磁性流體接觸、被磁性流體吸附并且被冷卻時，生成反應副產物，所述反應副產物附著在磁性流體、旋轉軸的表面、單元主體的軸孔表面上，造成磁性流體的惡化，成為磁性流體的壽命縮短、泄漏、旋轉軸的粘合等的原因。進而，附著在磁性流體、旋轉軸表面、單元主體的軸孔表面上的反應副產物成為產生顆粒的原因。

并且，設置在單元主體的上部的密封部，由于靠近高溫的反應容器的底部蓋體，所以，容易受到高熱，有必要防止由此引起的磁性流體的惡化。

一般地，為了冷卻磁性流體密封部，在密封部的外周的單元主體內部設置水冷部，進行冷卻。由于冷卻不僅使磁性流體的溫度下降，而且使周圍的溫度下降，所以，促進反應副產物的附著，導致顆粒的產生。

因此，在特開2000-216105號公報公開的現有技術中，采用下述結構：即，如圖5所示，通過將外殼構件101安裝到旋轉軸100的下端，將密封部103(磁性流體密封部)和軸承部104配置在單元主體102(固定構件)的外側，使它們與反應容器的底部蓋體105分離開。進而，在比密封部103更靠近反應容器的底部蓋體105側，使供應清洗氣體的氣體供應通路與在旋轉軸100和單元主體102之間的間隙連通，借此，防止來自于反應容器的反應氣體、反應副生成氣體與密封部103接觸。

但是，在如圖5所示的像現有技術那樣構成磁性流體密封單元的情況下，由于由氣體供應通路106構成的清洗氣體的供應部與密封部分離開，所以，從清洗氣體供應部106到磁性流體密封部103的間隙A，變成不形成氣流的滯留部，污染、雜質氣體(水蒸氣、反應副生成氣體及其它)、顆粒等容易滯留，有可能由于某種原因進入反應容器內，將進行熱處理的半導體片污染。長期來看，有成為造成磁性流體惡化的原因的危險性。

進而，由于軸承部104位于成為高溫的反應容器的底部蓋體105的附近，所以，容易受到高熱的影響，存在著軸承的性能降低、功能停止等危險，為了防止這種情況，可能不得不在軸承部的上方設置冷卻部。并且，這具有誘發上述顆粒的產生的可能性。

本發明是鑒于上述情況做出的，其目的是，在單元主體與旋轉軸之間完全沒有污染、雜質氣體(水蒸氣、反應副生成氣體及其它)、顆粒等滯留的滯留部，同時，廢除利用水冷進行的冷卻，采用空冷和與之對應的結構，抑制由于高熱或雜質氣體的吸附、反應副產物的附著引起的磁性流體的惡化，抑制由于顆粒的產生、高溫引起的軸承的性能降低或者功能停止、以及顆粒的產生等。

發明內容

本發明是一種裝入到縱式熱處理裝置中的磁性流體密封單元，所述縱式熱處理裝置，在利用保持器沿縱向方向隔開一定間隔地保持多個被處理基板的同時，一面使所述保持器在微小預壓力或者真空的高溫反應容器內旋轉，一面對反應容器內的被處理基板進行熱處理，其特征在于，所述磁性流體密封單元包括：

旋轉軸，所述旋轉軸通過形成在反應容器的底部的軸孔進入反應容器內，將旋轉驅動力傳遞給保持器，