纵型热处理装置制造方法及图纸

在纵型热处理装置（１）中，在可升降地开闭纵型热处理炉（２）的炉口（３）的盖体（５）上，设置有旋转搭载有多个被处理基板（Ｗ）的保持容器（１３）的旋转机构（１５）。旋转机构（１５）包括旋转轴（１６）、和通过轴承（１７）及密封部件（１８）可旋转地支撑旋转轴（１６）的支撑部（１９）。旋转轴（１６）为壁薄中空构造且在其内侧和外侧有冷却用气体流通。支撑部（１９）包括围绕旋转轴（１６）的上侧而形成的、流通冷媒的冷却通路（３２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对于多个被处理基板一起实施热处理的纵型热处理装置。更具体地说，本专利技术涉及具有用于使叠层搭载多个被处理基板的保持容器旋转的、改良的旋转机构的纵型热处理装置。并且，该纵型热处理装置具有典型性地被组装入半导体处理系统来使用。这里，所谓半导体处理，意指通过在半导体晶片和玻璃基板上以规定图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，对于该被处理基板，为了制造包括半导体设备、连接于半导体设备的配线、电极等的构造物而实施的各种处理。
技术介绍
在生产半导体设备时，为了给被处理基板例如半导体晶片上实施膜堆积、氧化、扩散、重整、退火、蚀刻等处理，各种处理装置被使用。作为这种处理装置，一次热处理多片晶片的纵型热处理装置为大家所知。图7为纵型热处理装置中使用的、使晶片舱旋转的以往的旋转机构的截面图。如图7所示，开闭纵型热处理炉炉口(加载端口)的可升降的盖体105上设置有旋转机构115。旋转机构115使用于用于旋转搭载了多个晶片(被处理基板)的晶片舱(保持容器)。旋转机构115包括旋转轴116、通过轴承117及密封部件118可旋转地支撑旋转轴116的支撑部119。旋转轴116的下端部，通过带子130连接有马达128。在贯通盖体105的旋转轴116上端部，设置有旋转台120。旋转台120由可以自由安装/卸下地固定的下侧部件120a、上侧部件120b构成。在旋转台120的周缘部位与盖体105之间，为防止炉内的处理气体绕回进入旋转台120与盖体105的间隙而发生泄露，形成有迷宫式曲折构造160。为了防止由于从热处理炉产生的热而降低轴承117及密封部件118的耐久性，采用冷却旋转轴116的构造。在该冷却构造中，通过在旋转轴116的外围部流通非活性气体(例如氮气N2)和循环于形成在盖体105的中央附近的冷却通路132内的冷却水，冷却旋转轴116。非活性气体被供应于支撑部119和旋转轴116之间的间隙中的密封部件118的更上方，穿过旋转台120和盖体105之间的间隙流向炉内。冷却通路132为大致环状，在盖体105的中央附近围绕旋转轴116而设置，从其一端供应冷却水，从另一端排出。纵型热处理装置设计成能够忍耐某种程度的高温，例如1000℃左右的热处理。可是，使用于更高温度例如1200℃左右的热处理时，以目前的冷却构造冷却不充分。因此，由于热膨胀，产生旋转轴116和轴承117互相钓合扭结、烧粘在一起等，容易导致轴承117和密封部件118的损伤及耐久性的降低。通常，旋转轴116由难以传导热量的材质氧化锆制成，因此，从炉内侧传导的热量容易蓄积，难以冷却。另外，设置在盖体105上的轴孔和旋转轴116之间的间隙S，例如有1mm那么大，所以从冷却通路132难以充分冷却旋转轴116。
技术实现思路
本专利技术之目的，在于提供一种纵型热处理装置，可以充分冷却旋转轴，可以实现提高轴承及密封部件的的耐久性，可以对应高温的热处理。根据本专利技术的第1方面，提供一种在开闭纵型热处理炉的炉口的可升降的盖体上，设置有旋转搭载了多个被处理基板的保持容器的旋转机构的纵型热处理装置，前述旋转机构包括旋转轴、通过轴承及密封部件可旋转地支撑旋转轴的支撑部；前述旋转轴为壁薄的中空构造，且其内侧和外侧有冷却用气体流通，同时，前述支撑部包括围绕旋转轴上侧形成的、流通冷媒例如水的冷却通路。根据本专利技术的第2方面，提供一种对于多个被处理基板一起实施热处理的纵型热处理装置，其包括收纳前述被处理基板的密封处理室，前述处理室的底部设置加载端口；选择性地开放及关闭前述处理室的前述加载端口的盖体；在前述处理室内以相互间一定间隔隔开地堆积状态保持前述被处理基板的保持容器；向前述处理室内供给处理气体的供给系统；排出前述处理室内气体的排气系统；加热前述处理室内部环境的加热机构；在将保持有前述被处理基板的前述保持容器支撑于前述盖体上的状态下升降前述盖体的升降机；以及为使前述保持容器旋转而设置于前述盖体上的旋转机构，前述旋转机构包括壁薄而中空构造的旋转轴和通过轴承及密封部件可旋转地支撑前述旋转轴的支撑部，前述旋转轴的内部形成有冷却用的内部气体通路，另一方面，在前述旋转轴和前述支撑部之间形成有冷却用的外部气体通路；和向前述内部气体通路与前述外部气体通路供给冷却用的非活性气体的非活性气体供给系统。在涉及前述第一及第二方面的纵型热处理装置中，前述旋转轴的内部，通过隔断壁被上下分开；在前述旋转轴的外侧且在前述隔断壁的近旁，配置前述密封部件；在前述隔断壁的更上侧，冷却用气体向前述旋转轴的内部及外部流通；在前述隔断壁的更下侧，前述旋转轴的内部向外部开放。附图说明图1为概略性表示涉及本专利技术实施方式的纵型热处理装置的纵截面图。图2为图1所示的装置中使用的、使晶片舱旋转的旋转机构的截面图。图3为放大图2所示的旋转机构的截面图。图4A、B、C为图2所示旋转机构的旋转轴的纵截面图、顶部平面图、沿图4A的IVC-IVC线的截面图。图5为表示图2所示旋转机构中的旋转台和旋转轴之间关系的立体展开图。图6为图2所示旋转机构的冷却通路的立体展开图。图7为纵型热处理装置中使用的、使晶片舱旋转的以往的旋转机构的截面图。具体实施例方式关于本专利技术的实施方式，参照图纸说明如下。另外，以下说明中，关于具有大致同一功能及结构的构造元件，则赋予同一符号，重复说明仅在需要时进行。图1为概略性表示涉及本专利技术实施方式的纵型热处理装置的纵截面图。如图1所示，纵型热处理装置1具有对于多个被处理基板例如半导体晶片W实施规定处理例如扩散处理的纵型热处理炉2。热处理炉2包括下部作为炉口(加载端口)3被开口的纵长的处理室，例如由单层管制作的石英制反应管4。反应管(处理室)4的炉口3通过可升降的例如SUS制盖体5被选择性地开放及关闭。盖体5为接到炉口3的开口端上，并密闭炉口3的构造。反应管4的四周设置有具备发热电阻的加热器6，置于加热器底座8上。加热器6被控制为可将反应管(炉)4内加热到规定温度例如300～1200℃。在反应管4的下端部形成有朝向外部的凸缘部4a。凸缘部4a通过凸缘保持部件7为加热器底座8所保持。加热器底座8通过支撑框10设置在底座9上。底座9上设置有从下方可插通反应管4的开口部。在反应管4的下侧部，为了给反应管4内导入处理气体和清洗用的非活性气体，连接有包括多个气体导入管11的气体供给系统GS。在反应管4的下侧部，还连接有通过排气管12排出反应管4内气体的排气系统ES。晶片W在反应管4内被处理时，以水平状态且以相互间一定间隔地堆积状态保持在晶片舱(保持容器)13内。晶片舱13包括保持大口径例如直径为300mm的多个、例如25～150片左右的晶片W的石英制舱主体。在热处理炉2的下方，有用于进行晶片W对于晶片舱13的移栽而设置的作业区域(装载区域)LA。在作业区域LA内，为升降盖体6而设置有升降机构(升降机)14(图1中仅表示出支撑盖体5的升降机14的臂杆)。晶片舱13在被支撑于盖体5上的状态下，由升降机14搬送于作业区域LA和反应管4之间。即，晶片舱13相对于反应管4，通过升降机14被装载及卸载。盖体5上，用于旋转晶片舱13而设置有旋转机构15。图2为旋转机构15的截面图。图3为放大旋转机构15的截面图。图4A、B、C为旋转机构15的旋转轴的纵截面图、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纵型热处理装置，在开闭纵型热处理炉的炉口的可升降的盖体上，设置有旋转搭载有多个被处理基板的保持容器的旋转机构，其特征在于：所述旋转机构包括：旋转轴、通过轴承及密封部件可旋转地支撑所述旋转轴的支撑部，所述旋转轴构成为壁薄中空构造， 且其内侧和外侧有冷却用气体流通，同时，所述支撑部具有形成为围绕所述旋转轴的上侧的、流通冷媒的冷却通路。

【技术特征摘要】
JP 2002-4-9 107090/20021.一种纵型热处理装置，在开闭纵型热处理炉的炉口的可升降的盖体上，设置有旋转搭载有多个被处理基板的保持容器的旋转机构，其特征在于所述旋转机构包括旋转轴、通过轴承及密封部件可旋转地支撑所述旋转轴的支撑部，所述旋转轴构成为壁薄中空构造，且其内侧和外侧有冷却用气体流通，同时，所述支撑部具有形成为围绕所述旋转轴的上侧的、流通冷媒的冷却通路。2.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于所述旋转轴的内部通过隔断壁被上下分开，在所述旋转轴的外侧且在所述隔断壁的近旁，配置所述密封部件，在所述隔断壁的更上侧，向所述旋转轴的内部及外部流通所述冷却用气体，在所述隔断壁的更下侧，所述旋转轴的内部向外部开放。3.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于将所述旋转轴与所述支撑部之间的间隙设置较小，同时，在所述旋转轴及所述支撑部中至少一方的对置面上，设置有放热用的凹部或凸部。4.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于所述冷却通路设置为大致螺旋状。5.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于所述冷却通路通过隔断部被分割成上下数段，各段的隔断部上形成有使冷媒流通的流通孔。6.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于在所述旋转轴的上端，形成固定旋转台的平坦部，在所述平坦部及所述旋转台中至少一方形成缩小接触面积的凹部。7.根据权利要求1所述的纵型热处理装置，其特征在于在所述旋转轴的上端设置在所述盖体上旋转的旋转台，在所述盖体的上面和所述旋转台的下面之间，形成使非活性气体从中心侧向周缘侧流通的间隙，同时，形成滞留所述非活性气体的环状的气体滞留部。8.一种纵型热处理装置，用于对于多个被处理基板一起实施热处理，其特征在于，包括收纳所述被处理基板的密封处理室，所述处理室的底部具有加载端口；选择性地开放及关闭所述处理室的所述加载端口的盖体；在所述处理室内以相互间一定间隔隔开堆积状态保持所述被处理基板的保持容器；向所述处理室内...

【专利技术属性】
技术研发人员：户羽胜也，高桥喜一，小原美鹤，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]