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TWI802925B - 旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體用加工設備 - Google Patents

旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體用加工設備 Download PDF

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TWI802925B
TWI802925B TW110124382A TW110124382A TWI802925B TW I802925 B TWI802925 B TW I802925B TW 110124382 A TW110124382 A TW 110124382A TW 110124382 A TW110124382 A TW 110124382A TW I802925 B TWI802925 B TW I802925B
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Taiwan
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rotating shaft
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TW110124382A
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Inventor
李喜張
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南韓商世利可股份有限公司
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Abstract

本案提供一種旋轉軸密封裝置。旋轉軸密封裝置安裝在旋轉容納半導體基體的半導體裝載單元的同時加工半導體基體的半導體基體加工設備中,旋轉軸密封裝置包括:殼體,其係中空的且安裝在半導體基體加工設備中;旋轉軸,其容納在殼體中且連接至半導體裝載單元以傳輸旋轉力至半導體裝載單元;軸承,其可旋轉地支撐殼體中的旋轉軸;密封單元,其包括配置在殼體中的多個密封件以緊密地密封殼體與旋轉軸之間的間隙;及動力傳輸單元,其安裝在旋轉軸的末端處以傳輸旋轉力至旋轉軸。

Description

旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體用加工設備
發明領域
本發明係關於一種旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體加工設備,且更具體地,涉及一種用於防止旋轉軸與殼體之間流體洩漏的旋轉軸密封裝置及使用該旋轉軸密封裝置之半導體基體加工設備。
發明背景
半導體設備用於積體電路的大量生產。在將具有一定厚度的薄膜沉積在諸如半導體晶圓或玻璃的基體上時,使用諸如濺射的物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)方法或使用化學反應的化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)方法、或類似者。CVD的實例包括常壓CVD方法、低壓CVD方法、及電漿增強CVD方法。在半導體晶圓的層形成加工、氧化加工、退火及雜質擴散中,使用用於基體的熱處理的爐設備。
在此等半導體設備中,使用了用於真空壓力設備的旋轉軸密封裝置。旋轉軸密封裝置設置在面向高壓區及低壓區且在其間旋轉的軸的外圓周表面上,以便將高壓區及低壓區彼此密封。
根據相關技術的用於真空壓力設備的密封裝置包括殼體及穿過殼體以耦接至殼體的旋轉軸。旋轉軸面向高壓區及低壓區,且殼體位於高壓區與低壓區之間的分界面上。另外,密封用密封件設置在殼體與旋轉軸之間。密封用密封件旨在密封殼體與旋轉軸之間的空間,且旋轉軸與密封用密封件之間亦會產生摩擦。
在上述的密封裝置中,需要防止異物洩露至半導體真空壓力設備中或相反地異物自半導體真空壓力設備流出。
發明概要
一或多個實施例旨在提供一種具有簡單及緊湊結構的不需要供應額外的潤滑劑的旋轉軸密封裝置、及使用該旋轉軸密封裝置的半導體基體加工設備。
一或多個實施例旨在提供一種旋轉軸密封裝置,其中可最小化旋轉軸的振動,且可防止諸如顆粒的異物自半導體基體加工設備流入旋轉軸密封裝置中,以及異物自旋轉軸密封裝置洩漏至半導體基體加工設備中。
根據實施例要解決的目標不限於上述目標,熟習此項技術者將自以下描述清楚地理解本文未提及的其他目標。
根據一或多個實施例,安裝在旋轉容納半導體基體的半導體裝載單元的同時加工半導體基體的半導體基體加工設備中的旋轉軸密封裝置包括:殼體,其係中空的且安裝在半導體基體加工設備中;旋轉軸,其容納在殼體中且連接至半導體裝載單元,以傳輸旋轉力至半導體裝載單元;軸承,其可旋轉地支撐殼體中的旋轉軸;密封單元,其包括配置在殼體中的多個密封件,以緊密地密封殼體與旋轉軸之間的間隙;及動力傳輸單元,其安裝在旋轉軸的末端處以傳輸旋轉力至旋轉軸。
密封單元可配置在軸承之上,以接近殼體的凸緣部分,凸緣部分耦接至半導體基體加工設備,且動力傳輸單元可配置在軸承之下。
另外,密封單元可包括:至少一個真空密封件,其保持半導體基體加工設備的真空;及至少一個彈性密封件,其支撐旋轉軸且減少振動,其中至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件包括塑膠材料,且至少一個彈性密封件具有比至少一個真空密封件更高的彈性。
另外,至少一個真空密封件可包括肋密封件,其中彎曲肋形成在環形密封環的內圓周上,且至少一個彈性密封件可包括插入密封件主體中的彈性構件。
另外,環形防旋轉構件可設置在至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件的外圓周表面上,外圓周表面面向殼體,以防止殼體中的至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件相對於殼體旋轉。
另外,至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件可連續且彼此相鄰地配置,其中至少一個真空密封件配置成比至少一個彈性密封件更接近殼體的凸緣部分,凸緣部分耦接至半導體基體加工設備,且至少一個彈性密封件配置成比至少一個真空密封件更接近軸承。
另外,密封單元可進一步包括壓力密封件,以防止當半導體基體加工設備的內部部分被加壓時,異物自半導體基體加工設備流入旋轉軸密封裝置中。
另外,迷宮式密封件可設置在密封單元之上,以防止異物自半導體基體加工設備流入殼體中。
另外,殼體可包括沿著密封單元的圓周設置的冷卻水套,以冷卻密封單元。
另外,殼體可包括:淨化氣體流入路徑,其設置在殼體中,以防止異物自半導體基體加工設備流入殼體中;及淨化氣體流入埠,其設置在殼體的側表面上,以允許淨化氣體自外部經由淨化氣體流入路徑流動。
另外,迷宮式密封件可設置在密封單元之上以防止異物自半導體基體加工設備流入殼體中,且已經由淨化氣體流入路徑移動的淨化氣體可經由迷宮式密封件供應至半導體基體加工設備。
根據一或多個實施例,用於加工半導體基體的半導體基體加工設備包括:製程管,其容納有多個半導體基體;半導體裝載單元,其配置在製程管內以待提升或降低;噴嘴單元,其設置在製程管之內以注入製程氣體;密封帽,其連接至半導體裝載單元且緊密地密封製程管的下部部分;及旋轉軸密封裝置,其組配成在旋轉半導體裝載單元的同時執行密封功能,其中旋轉軸密封裝置包括:殼體,其係中空的且安裝在密封帽上;旋轉軸,其容納在殼體中且連接至半導體裝載單元以傳輸旋轉力至半導體裝載單元;軸承,其可旋轉地支撐殼體中的旋轉軸;密封單元,其包括緊密地密封殼體與旋轉軸之間的間隙的多個密封件;及動力傳輸單元,其安裝在旋轉軸的末端處,以傳輸旋轉力至旋轉軸。
另外,密封單元可配置在軸承之上以靠近殼體的凸緣部分,凸緣部分耦接至密封帽,且動力傳輸單元可配置在軸承之下。
另外,密封單元可包括:至少一個真空密封件,其保持製程管的真空;及至少一個彈性密封件,其支撐旋轉軸且減少振動,其中至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件包括塑膠材料,且至少一個彈性密封件具有比至少一個真空密封件更高的彈性。
另外,至少一個真空密封件可包括肋密封件,其中彎曲肋形成在環形密封環的內圓周上,且至少一個彈性密封件包括插入密封件主體中的彈性構件。
另外,環形防旋轉構件可設置在至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件的外圓周表面上,外圓周表面面向殼體,以防止殼體中的至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件相對於殼體旋轉。
另外,至少一個真空密封件及至少一個彈性密封件可連續且彼此相鄰地配置,其中至少一個真空密封件配置成比至少一個彈性密封件更接近殼體的凸緣部分,凸緣部分耦接至半導體基體加工設備,且至少一個彈性密封件配置成比至少一個真空密封件更接近軸承。
另外,密封單元可進一步包括壓力密封件,以防止當製程管的內部部分被加壓時,異物自製程管流入旋轉軸密封裝置中。
另外,迷宮式密封件可設置在密封單元之上,以防止在製程管中產生的異物流入殼體中。
另外,殼體可包括沿著密封單元的圓周設置的冷卻水套,以冷卻密封單元。
另外,殼體可包括:淨化氣體流入路徑,其設置在殼體中,以防止在製程管中產生的異物流入殼體中;及淨化氣體流入埠,其設置在殼體的側表面上,以允許淨化氣體自外部經由淨化氣體流入路徑流動。
另外,迷宮式密封件可設置在密封單元之上以防止在製程管中產生的異物流入殼體中,且以經由淨化氣體流入路徑移動的淨化氣體可經由迷宮式密封件供應至製程管。
根據旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體加工設備,根據實施例,密封單元與旋轉物體形成線接觸以最小化摩擦力,因此不需要供應額外的潤滑劑且致能非常緊湊及簡單的結構。
此外,可最小化旋轉軸密封裝置的旋轉軸的振動,且可防止諸如顆粒的異物自半導體基體加工設備流入旋轉軸密封裝置中。
另外,由於旋轉軸密封裝置包括冷卻水套,密封單元可保持在低溫下,從而延長密封單元的壽命。
另外,藉由將密封單元配置在軸承之上,可防止軸承中產生的異物流入半導體基體加工設備中。
另外,藉由在密封單元之上供應淨化氣體從而將淨化氣體排放至半導體基體加工設備,可防止半導體基體加工設備中產生的異物流入密封單元中。
在下文中,將參考附圖更全面地描述本發明的實施例,附圖中示出了本發明的實施例,以便一般技藝人士可容易地實施本發明。然而,本發明可以許多不同的形式體現,且不應被解釋為限於本文所闡述的實施例。另外,在附圖中,為了清楚地描述本發明的實施例,省略了與描述無關的部分。
本說明書中使用的術語僅用於描述特定實施例,並不旨在限制本發明。除非上下文另有明確指出,否則單數形式可包括複數形式。
在本說明書中,應理解諸如「包括」或「具有」等詞旨在指示說明書中揭示的特徵、數目、步驟、動作、組件、部件、或其組合的存在,且並不旨在排除一或多個其他特徵、數目、步驟、動作、組件、部件、或其組合可存在或可添加的可能性。
另外,提供此等實施例係為了使本發明徹底及完整,且將本發明的概念充分傳達給熟習此項技術者。在附圖中,為了清楚起見,可誇大元件的形狀及大小。
在下文中,現在將參考附圖更全面地描述本發明的優選實施例。
圖1係例示根據本發明的實施例的旋轉軸密封裝置及半導體基體加工設備的圖。圖2係例示根據本發明的實施例的旋轉軸密封裝置的透視圖。圖3係圖2的旋轉軸密封裝置的平面圖。圖4係沿著圖2的IV-IV線截取的橫截面圖。
首先,參考圖1,根據本發明的實施例的半導體基體加工設備10可係例如用於熱處理半導體基體的鐘罩式爐設備。半導體基體加工設備10包括製程管220、半導體裝載單元250、噴嘴單元230、密封帽224、及旋轉軸密封裝置100。
製程管220具有容納待經熱處理的多個半導體基體W的空間,且具有開放底板,並且底板可使用密封帽224關閉或打開。當使用密封帽224關閉製程管220的底板時,O型環226可設置在製程管220的凸緣222與密封帽224之間,以被緊密地密封。
半導體裝載單元250經設置以保持多個半導體基體W,且可配置在製程管220中以待提升或降低。詳細地,半導體裝載單元250可將作為待處理基體的半導體基體W在垂直方向上彼此保持一定距離。保溫設備252及轉台254可設置在半導體裝載單元250之下。半導體裝載單元250、保溫設備252、及轉台254可與密封帽224一起,藉由使用升降設備270相對於製程管220來提升或降低。在半導體裝載單元250被降低的位置處,多個半導體基體W可配置在半導體裝載單元250中,且在半導體裝載單元250被提升的位置處,半導體裝載單元250容納在製程管220中,且製程管220的底板部分可由密封帽224關閉以被緊密地密封。
在製程管220中,可設置用於注入製程氣體以加工半導體基體W的噴嘴單元230,且可設置用於排出製程氣體且將製程管220的內部部分保持在真空中的排氣管240。
另外,用於加熱製程管220的加熱器總成210可配置在製程管220周圍。加熱器總成210a可藉由使用輻射熱來熱處理容納在半導體裝載單元250中的半導體基體W。
設置旋轉軸密封裝置100以在旋轉半導體裝載單元250的同時執行密封功能。軸通孔可形成在密封帽224的中心部分,且旋轉軸密封裝置100的旋轉軸120的末端可穿過軸通孔以突出。轉台254可連接至旋轉軸120的突出末端。因此,轉台254根據旋轉軸120的旋轉而旋轉,且轉台254上的半導體裝載單元250亦可被旋轉。
參考圖2至圖4,設置旋轉軸密封裝置100以旋轉半導體裝載單元250。旋轉軸密封裝置100可包括殼體110、旋轉軸120、軸承130、密封單元150、及動力傳輸單元140。
殼體110係中空的且可容納有旋轉軸120、軸承130、密封單元150、及動力傳輸單元140。安裝在半導體基體加工設備上的凸緣部分112可設置在殼體110的上部部分中。舉例而言,當半導體基體加工設備係如圖1中所例示的爐設備時,旋轉軸密封裝置100可安裝在密封帽224之下。O型環113可設置在凸緣部分112中以在凸緣部分112與密封帽224之間緊密地密封。另外,諸如馬達的驅動設備200可設置在殼體110的一個末端處。
軸承130可設置在殼體110中以可旋轉地支撐殼體110中的旋轉軸120。在本實施例中,軸承130可設置在動力傳輸單元140之上且作為整體大致位於殼體110的中間部分,從而減少旋轉軸120的振動且穩定地支撐旋轉軸120。在本實施例中,軸承130可係推力軸承,具體地,係雙列角接觸軸承。作為雙列角接觸軸承的軸承130可支撐施加至旋轉軸120的負載,以支撐容納多個半導體基體W的半導體裝載單元250的負載。同時,可設置間隔件116以填充軸承130與密封單元150之間的空間。
設置密封單元150以緊密地密封殼體110與旋轉軸120之間的間隙。密封單元150提供緊密密封,以防止在旋轉軸密封裝置100中產生的異物(例如,顆粒)流入設置在旋轉軸密封裝置100之上且在真空中的半導體基體加工設備中,且將半導體基體加工設備的內部保持在真空中。作為密封單元150,可以組合配置多個密封件。後面將進一步詳細描述密封單元150。
在本實施例中,動力傳輸單元140設置在旋轉軸120的末端處,即,軸承130之下,以傳輸旋轉力至旋轉軸120。在諸如馬達的驅動設備200中產生的旋轉力可透過動力傳輸單元140傳輸至旋轉軸120。在本實施例中,可使用蝸輪以轉換產生在驅動裝置200中的旋轉力的方向來包括動力傳輸單元140。因此,可降低殼體110的高度,且可實現旋轉軸密封裝置100的緊湊尺寸,從而節省空間且允許輕鬆安裝及更換與維護。
在本實施例中,密封單元150可配置成比軸承130更接近耦接至半導體基體加工設備的殼體110的凸緣部分112,即,在軸承130之上。另外,動力傳輸單元140可配置在軸承130之下。因此,可防止在軸承130的操作期間可由於壓力差而產生的諸如顆粒的異物流入半導體基體加工設備中。另外,由於軸承130佈置在動力傳輸單元140與密封單元150之間,旋轉軸120可穩定地支撐。
同時,當半導體基體加工設備在高溫環境中操作時,舉例而言,在爐設備中,密封單元150相鄰於凸緣部分112配置,以比其他組件更接近半導體基體加工設備,且因此,旋轉軸密封裝置100的組件中的密封單元150的溫度可相對高。在本實施例中,冷卻水套182可設置在殼體110的一部分中,該部分對應於密封單元150的圓周,以冷卻密封單元150。因此,藉由降低密封單元150的溫度,可延長設置在密封單元150中的多個密封件152及156的壽命。
同時,由於半導體基體加工設備中的半導體基體處理製程或清潔的結束,半導體基體加工設備中的壓力可改變為大氣壓力或更高,而非真空。在這種情況下,半導體基體加工設備的內部壓力可比旋轉軸密封裝置100之內的壓力高。因此,殘留在半導體基體加工設備中的諸如顆粒的異物可反向流入旋轉軸密封裝置100中。根據本實施例,可在殼體110的凸緣部分112中設置迷宮式密封件114以防止這種情況。
此外,根據本實施例,為了防止殘留在半導體基體加工設備中的諸如顆粒的異物流入旋轉軸密封裝置100中,可在殼體110的壁體中設置淨化氣體流入路徑172。此外,可在殼體110的側表面上設置淨化氣體流入埠170,以允許淨化氣體自外部經由淨化氣體流入路徑172流動。淨化氣體流入路徑172可在殼體110的壁體中朝向凸緣部分112向上延伸,且可與設置在凸緣部分112中的迷宮式密封件114連通。因此,經由淨化氣體流入路徑172流動的淨化氣體可穿過迷宮式密封件114,以供應至半導體基體加工設備。
圖5係例示根據本發明的另一實施例的旋轉軸密封裝置100的橫截面圖。
參考圖5,根據本發明的其他實施例的旋轉軸密封裝置100與圖4中例示的旋轉軸密封裝置100相同,除了淨化氣體流入路徑172包括朝向密封單元150額外設置的分支部分172a之外。當淨化氣體流入路徑172藉由使用分支部分172a與密封單元150中的緩衝空間150a連通時,亦當密封單元150的密封件之間留下諸如顆粒的異物時,可使用淨化氣體對其進行清洗。在本實施例中,緩衝空間150a可在彈性密封件156之間。
同時,真空泵(未示出)可連接至淨化氣體流入路徑172。因此,與分支部分172a連通的緩衝空間150a可保持在真空中。因此,即使當真空密封件152中的一些被損壞時,由於形成有真空的緩衝空間150a,可在區域A中保持真空。
在下文中,將參考圖6詳細描述用於上述旋轉軸密封裝置的密封單元的結構。
參考圖6,根據本發明的實施例的密封單元150可包括多個真空密封件152及多個彈性密封件156。設置真空密封件152以保持配置在旋轉軸密封裝置100之上的半導體基體加工設備的真空,且設置彈性密封件156以支撐旋轉軸120且減少振動。真空密封件152及彈性密封件156均可由塑膠材料形成。另外,彈性密封件156可具有比真空密封件152更高的彈性,舉例而言,兩倍於真空密封件152的彈性。
真空密封件152可係塑膠肋密封件,其中彎曲肋形成在環形密封環的內圓周上,且可具有在與區域A相反的方向上彎曲的形狀,以保持形成有真空的區域A的真空。
彈性密封件156與軸承130一起支撐旋轉軸120,以保持軸線122不因例如由旋轉軸120的旋轉引起的震動而改變。同時,當軸線122改變時,旋轉軸120與真空密封件152之間的空間可加寬,且異物可流經其間的空間。在本實施例中,即使軸線122改變時,由於設置了彈性密封件156,可防止已在旋轉軸120與真空密封件152之間流動的異物進入區域B。彈性密封件156可包括密封件主體156a,其由塑膠材料形成且在一個方向上形成有凹槽,及彈性構件156b,其容納在密封件主體156a中以將密封件主體156a壓向旋轉軸120。彈性構件156b可係,舉例而言,O型環、方形環、或金屬彈簧,但不限於此。
真空密封件152及彈性密封件156可在軸線122的方向上連續且彼此相鄰地配置,且如圖4中所例示,真空密封件152可配置成比彈性密封件156更接近殼體110的凸緣部分112,且彈性密封件156可配置成比真空密封件152更接近軸承130。另外,真空密封件152及彈性密封件156可設置為多個數目,且因此,當真空密封件152中的任意一者或彈性密封件156中的任意一者被損壞時,亦可保持其功能。
另外,為了防止真空密封件152及彈性密封件156在殼體110中相對於殼體110進行相對旋轉,可在真空密封件152及彈性密封件156的面向殼體110的外圓周表面上設置環形的防旋轉構件159。防旋轉構件159進一步將真空密封件152及彈性密封件156壓向旋轉軸120。另外,與不包括防旋轉構件159時相比,即,當真空密封件152及彈性密封件156直接接觸殼體110的內周表面時,防旋轉構件159與真空密封件152及彈性密封件156之間的摩擦更大。因此,可防止真空密封件152及彈性密封件156在殼體110中相對於殼體110的相對旋轉。
另外,當由於損壞或檢查、或類似者而拆卸旋轉軸密封裝置100時,即使當殼體110的表面粗糙度相對低時,由於防旋轉構件159在拆卸製程期間與殼體110的內圓周表面發生摩擦,密封單元150可最小化由於殼體110的低表面粗糙度的損壞。另外,即使在防旋轉構件159損壞至一定程度時,防旋轉構件159可重複使用,從而使旋轉軸密封裝置100易於拆卸及裝配。
圖7係例示根據本發明的另一實施例的密封單元的結構的示意圖。
參考圖7,根據本發明的其他實施例的密封單元與圖6中所例示的實施例的密封單元相同,除了進一步包括壓力密封件158之外。包括壓力密封件158以防止當半導體基體加工設備的內部部分由於例如清洗而被加壓時異物自半導體基體加工設備中流出。在本實施例中,壓力密封件158配置在比真空密封件152更前面,即,比真空密封件152更接近迷宮式密封件114。與真空密封件152一樣,壓力密封件158可係塑膠肋密封件,其中彎曲肋形成在環形密封環的內圓周上。當區域A如圖7中所例示的被加壓時,為了防止異物自區域A流出,壓力密封件158可朝向區域A彎曲。
根據旋轉軸密封裝置及使用其之半導體基體加工設備,根據上述實施例,真空密封件、壓力密封件、及彈性密封件與旋轉物體形成線接觸,以最小化摩擦力,因此不需要供應額外的潤滑劑且致能非常緊湊及簡單的結構。
此外,可最小化旋轉軸密封裝置的旋轉軸的振動,且可防止諸如顆粒的異物自半導體基體加工設備流入旋轉軸密封裝置中。
另外,由於旋轉軸密封裝置包括冷卻水套,密封單元可保持在低溫下,從而延長密封單元的壽命。
另外,藉由將密封單元配置在軸承之上,可防止在軸承中產生的異物流入半導體基體加工設備中。
另外,藉由在密封單元之上供應淨化氣體從而將淨化氣體排放至半導體基體加工設備,可防止在半導體基體加工設備中產生的異物流入密封單元中。
雖然本發明已參考諸如特定組件及其示範性實施例及附圖的特定事項進行了特定展示及描述,但一般技藝人士將理解,可在其中進行形式及細節上的各種改變而不背離所附申請專利範圍所定義的本發明的精神及範疇。示範性實施例應僅在描述性意義上考慮,而不係出於限制的目的。
因此,本發明的範疇不係由上述實施例的詳細描述而係由所附申請專利範圍來界定,且範疇內的所有差異將被解釋為包括在本發明中。
10:半導體基體加工設備 100:旋轉軸密封裝置 110:殼體 112:凸緣部分 113,226:O型環 114:迷宮式密封件 116:間隔件 120:旋轉軸 122:軸線 130:軸承 140:動力傳輸單元 150:密封單元 150a:緩衝空間 152:真空密封件 156:彈性密封件 156a:密封件主體 156b:彈性構件 158:壓力密封件 159:防旋轉構件 170:淨化氣體流入埠 172:淨化氣體流入路徑 172a:分支部分 182:冷卻水套 200:驅動設備 210:加熱器總成 220:製程管 222:凸緣 224:密封帽 230:噴嘴單元 240:排氣管 250:半導體裝載單元 252:保溫設備 254:轉台 270:升降設備 A,B:區域 IV-IV:線 W:半導體基體
圖1係例示根據本發明的實施例的旋轉軸密封裝置及半導體基體加工設備的圖; 圖2係例示根據本發明的實施例的旋轉軸密封裝置的透視圖; 圖3係圖2的旋轉軸密封裝置的平面圖; 圖4係沿著圖2的IV-IV線截取的橫截面圖; 圖5係例示根據本發明的另一實施例的旋轉軸密封裝置的橫截面圖; 圖6係例示根據本發明的實施例的密封單元的結構的示意圖;以及 圖7係例示根據本發明的另一實施例的密封單元的結構的示意圖。
10:半導體基體加工設備 100:旋轉軸密封裝置 120:旋轉軸 210:加熱器總成 220:製程管 222:凸緣 224:密封帽 226:O型環 230:噴嘴單元 240:排氣管 250:半導體裝載單元 252:保溫設備 254:轉台 270:升降設備 W:半導體基體

Claims (10)

  1. 一種旋轉軸密封裝置,該旋轉軸密封裝置安裝在一半導體基體加工設備中,該半導體基體加工設備在旋轉一容納一半導體基體的半導體裝載單元的同時加工該半導體基體,該旋轉軸密封裝置包含:一殼體,其係中空的且安裝在該半導體基體加工設備中;一旋轉軸,其容納在該殼體中且連接至該半導體裝載單元,以傳輸一旋轉力至該半導體裝載單元;一軸承,其可旋轉地支撐該殼體中的該旋轉軸;一密封單元,其包含配置在該殼體中的多個密封件,以緊密地密封該殼體與該旋轉軸之間的一間隙;及一動力傳輸單元,其安裝在該旋轉軸之一末端處,以傳輸一旋轉力至該旋轉軸;其中該密封單元包含:至少一個真空密封件,其保持該半導體基體加工設備的一真空;及至少一個彈性密封件,其支撐該旋轉軸且減少振動,其中該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件包含一塑膠材料,且該至少一個彈性密封件具有比該至少一個真空密封件更高的一彈性;其中該至少一個真空密封件包含一肋密封件,在該肋密封件中,在一環形密封環的一內圓周上形成一彎曲肋,且該至少一個彈性密封件包含插入一密封件主體中的一彈性構件;及其中該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件連續且彼此相鄰地配置,該至少一個真空密封件配置成比該至少一個彈性密封件更接近該殼體的一凸緣部分,該凸緣部分耦接至該半導體基體加工設備,且 該至少一個彈性密封件配置成比該至少一個真空密封件更接近該軸承。
  2. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中該密封單元配置在該軸承之上方以接近該殼體的一凸緣部分,該凸緣部分耦接至該半導體基體加工設備,且該動力傳輸單元配置在該軸承之下方。
  3. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中一環形防旋轉構件設置在該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件的數個外圓周表面上,該等外圓周表面面向該殼體,以防止在該殼體中之該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件相對於該殼體的相對旋轉。
  4. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中該密封單元進一步包含一壓力密封件,用以在該半導體基體加工設備的一內部部分被加壓時,防止數個異物自該半導體基體加工設備流入該旋轉軸密封裝置中。
  5. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中一迷宮式密封件設置在該密封單元之上方,以防止數個異物自該半導體基體加工設備流入該殼體中。
  6. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中該殼體包含沿著該密封單元的一圓周設置的一冷卻水套,以冷卻該密封單元。
  7. 如請求項1所述之旋轉軸密封裝置,其中該殼體包含:一淨化氣體流入路徑,其設置在該殼體中,以防止數個異物自該半導體基體加工設備流入該殼體中;及一淨化氣體流入埠,其設置在該殼體的一側表面上,以允許一淨化氣體自外部流動經過該淨化氣體流入路徑。
  8. 如請求項7所述之旋轉軸密封裝置,其中一迷宮式密封件設置在該密封單元之上方,以防止數個異物自該半導體基體加工設備流入該殼體中,且 已移動經過該淨化氣體流入路徑的該淨化氣體,經由該迷宮式密封件被供應至該半導體基體加工設備。
  9. 一種用於加工一半導體基體的半導體基體加工設備,該半導體基體加工設備包含:一製程管,其可容納多個半導體基體於其中;一半導體裝載單元,其配置在該製程管內,以待提升或降低;一噴嘴單元,其設置在該製程管之內側,以注入一製程氣體;一密封帽,其連接至該半導體裝載單元,且緊密地密封該製程管的一下部部分;及一旋轉軸密封裝置,其組配成在旋轉該半導體裝載單元的同時,執行一密封功能,其中該旋轉軸密封裝置包含:一殼體,其係中空的且安裝在該密封帽上;一旋轉軸,其容納在該殼體中且連接至該半導體裝載單元,以傳輸一旋轉力至該半導體裝載單元;一軸承,其可旋轉地支撐該殼體中的該旋轉軸;一密封單元,其包含緊密地密封該殼體與該旋轉軸之間的一間隙的多個密封件;及一動力傳輸單元,其安裝在該旋轉軸的一末端處,以傳輸一旋轉力至該旋轉軸;其中該密封單元包含:至少一個真空密封件,其保持該半導體基體加工設備的一真空;及至少一個彈性密封件,其支撐該旋轉軸且減少振動,其中該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件包含一塑膠材料,且 該至少一個彈性密封件具有比該至少一個真空密封件更高的一彈性;其中該至少一個真空密封件包含一肋密封件,在該肋密封件中,在一環形密封環的一內圓周上形成一彎曲肋,且該至少一個彈性密封件包含插入一密封件主體中的一彈性構件;及其中該至少一個真空密封件及該至少一個彈性密封件連續且彼此相鄰地配置,該至少一個真空密封件配置成比該至少一個彈性密封件更接近該殼體的一凸緣部分,該凸緣部分耦接至該半導體基體加工設備,且該至少一個彈性密封件配置成比該至少一個真空密封件更接近該軸承。
  10. 如請求項9所述之半導體基體加工設備,其中該密封單元配置在該軸承之上方,以接近該殼體的一凸緣部分,該凸緣部分耦接至該密封帽,且該動力傳輸單元配置在該軸承之下方。
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US6030457A (en) * 1997-05-20 2000-02-29 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
WO2004090392A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-21 Shin Won Co., Ltd. A sealing unit for a rotary device
CN101084571A (zh) * 2004-12-21 2007-12-05 株式会社理学 半导体片纵式热处理装置用磁性流体密封单元
CN111801522A (zh) * 2018-03-14 2020-10-20 世利可株式会社 旋转运动密封装置

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